公元前201年秋天，匈奴冒頓大規模入侵，並包圍了韓王信所部馬邑。

漢高祖劉邦一邊派出援兵，一邊給韓王信寫信希望他能堅守馬邑。但不久邊關傳來消息：韓王信投降匈奴了，並帶著匈奴大軍攻打太原。朝中嘩然，憤恨者、不解者、幸災樂禍者，漢高祖劉邦是最不能明白的，他寫給韓王信的信雖有責備，但核心還是希望他死守城池，不要心存僥幸。信中說：“作將軍的，抱著必死之意不能算勇；抱著必生之心就不能勝任軍職了。匈奴圍攻馬邑，你韓王的力量不足以堅守城池嗎？雖處危亡之地，執忠履信，方可安存，這就是朕之所以要責備你韓王的原因。”可謂語重心長。韓王信投軍一直在劉邦帳下效力，從裏巷平民到南面稱王，即使在荥陽保衛戰中，被項羽關押投降，劉邦依然信重，分剖符節封爲韓王。

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其實從漢高祖劉邦登基，韓王信被封王以後，一直心不自安。韓王信非常熱愛生命，他對死亡有著異乎尋常的恐懼，所以他的危機意識非常強。他聯想到文種、範蠡沒有一條罪狀，但在成功之後，一個被殺一個逃亡；他又想到伍子胥在吳國之所以被殺。他自己，一個曾經被俘投降過項羽的人，劉邦會放過自己嗎？而且劉邦削平異性王的想法可謂是“司馬昭之心路人皆知”。

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當劉邦把他的封地都邑改封到山西晉陽——抵禦匈奴的前沿時。他覺得劉邦要對他動手了，借助匈奴人的手來剪除他的羽翼，在做他圖。此時匈奴異常強大，正是處于最鼎盛時期，一旦匈奴南下，首當其沖就是韓王信的封地。韓王信封賞已到頂峰，戰勝匈奴賞無可賞；一旦戰敗削爵罷官。韓王信終究不是韓信，他沒有韓信的軍事天才，他也沒有韓信那麽兒女情長。他給劉邦上疏說：晉陽距離邊境較遠，請允許我建都馬邑。這是一次試探，試探一下劉邦對他的重視程度，試探出劉邦的真實想法，要知道抵抗匈奴的總指揮部前移，甚至到了匈奴一箭之地，一旦覆滅，整個晉地將徹底糜爛，從大局出發這一要求是不會被同意的。但劉邦同意了這一要求，韓王信心涼了。當匈奴出兵包圍馬邑時，韓王信多次派使者向胡人求和，也許商討的就是投降條件，只是還沒把自己買出好價錢，劉邦寫信指責成了壓倒駱駝的最後一根稻草。

韓王信的投降匈奴應該是早有預謀的，史記記載“秋，匈奴冒頓大圍信，信數使使胡求和解。”沒有提到匈奴攻城、韓王信抵抗——匈奴一圍城，就派出使者求和；劉邦指責信中：“匈奴圍攻馬邑，你韓王的力量不足以堅守城池嗎？”應該是能守住或者絕對可以堅持到援軍來。他把都城遷徙到馬邑更方便于他與匈奴媾和，通過他與柴武通信流露出的想法，他並不想投降匈奴，他只是希望倚匈奴自重求得保全，這也只是他的異想天開。韓王信投降匈奴以後可謂死心塌地，先後多次率軍南侵，在邊關制造動亂，勸說陳豨造反。特別是公元前２００年冬漢高祖的白登被圍，使得匈奴窺得了漢室底細，助長了匈奴氣焰，從而肆無忌憚挑釁、擄掠、南侵。打那時候起，漢朝開始采取屈辱的“和親”政策，才跟匈奴的關系暫時緩和了下來。

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