汉武帝时期，汉朝和匈奴经常发生战争。双方数次派使节到对方那里侦察军情，匈奴先后扣押了十余批汉使。汉朝也不是好惹得，扣留了数位匈奴使。公元前100年，且鞮侯单于即位。他刚登基，政权还不稳，要是这个时候汉朝出兵攻打匈奴，匈奴肯定没办法应战。于是，他表示汉朝天子是自己的长辈，并送还了那些被关押的汉使。
对此，汉武帝很满意，便派中郎将苏武，持节护送匈奴使回国，还让他带去了丰厚的礼品，以感谢且鞮侯单于。就这样，苏武和张胜等人，带着临时招募来的百余名士卒赶往匈奴。一行人将匈奴使和礼物都交给了单于，这让单于的态度越发傲慢起来。
正当苏武等人准备启程回国时，匈奴出现了叛乱，缑王和虞常谋反。由于张胜支持虞常，而虞常又战败了，故单于一怒之下扣押了苏武等人。单于本想着诱使苏武归降于匈奴，他哪里会同意，不惜以自杀保全名节。单于非常佩服苏武的气节，一边找医生来给他治伤，一边继续想办法诱降他。但苏武始终坚贞不渝，且鞮侯单于便把他关押在大地窖中，并不给他吃食。没想到苏武饿了好几天还没有死，且鞮侯单于心想：难道他是神仙转世？之后，且鞮侯单于不敢再为难他，把他流放到极寒之地北海。单于还给了他几只羊，说要是他能让公羊产仔，就放他回汉朝。
天寒地冻的北海，植物难以生长。苏武到这里后，只能掘野鼠所储藏的果实吃。在如此艰难的环境下，他还是找到了生存的方法。不久，且鞮侯单于赐给他一位匈奴女子，以麻痹苏武。后来，该女子为他生了一个儿子，苏武给他取名苏通国，一家三口在北海过着男耕女织的生活。
五六年后，单于的弟弟于靬王到北海打猎。由于苏武会编打猎用的网、矫正弓弩，故于靬王非常器重他，给他提供吃食和衣物。又过了三年，于靬王大病了一场，命人给苏武送去马、服饰、牲畜等物。于靬王去世后，丁灵人偷走了他的牛羊，导致他的生活再次陷入了困境。但他和妻子靠着双手，愣是在北海生存了19年。
虽然单于对汉朝廷说苏武早已经去世了，但汉人不信。汉使多方打听，费了不少功夫才和苏武见面，并把他带回了阔别已久的汉朝。