武字子卿，少以父任，兄弟并为郎。稍迁至栘中厩监。时汉连伐胡，数通使相窥观。匈奴留汉使郭吉，路充国等，前后十余辈。匈奴使来，汉亦留之以相当。天汉元年，且鞮侯单于初立，恐汉袭之，乃曰，汉天子我丈人行也。尽归汉使路充国等。武帝嘉其义，乃遣武以中郎将使持节送匈奴使留在汉者；因厚赂单于，答其善意。武与副中郎将张胜及假吏常惠等、募士、斥候百余人俱。既至匈奴，置币遗单于。单于益骄，非汉所望也。
方欲发使送武等，会缑王与长水虞常等谋反匈奴中，——缑王者，昆邪王姊子也，与昆邪王俱降汉，后随浞野侯没胡中。——及卫律所将降者，阴相与谋劫单于母阏氏归汉。会武等至匈奴。虞常在汉时，素与副张胜相知，私候胜曰：“闻汉天子甚怨卫律，常能为汉伏弩射杀之，吾母与弟在汉，幸蒙其赏赐。”张胜许之，以货物与常。
后月余，单于出猎，独阏氏、子弟在。虞常等七十余人欲发；其一人夜亡，告之。单于子弟，发兵与战，缑王等皆死；虞常生得。单于使卫律治其事。张胜闻之，恐前语发，以状语武。武曰：“事如此，此必及我。见犯，乃死，重负国！”欲自杀。胜，惠共止之。虞常果引张胜。单于怒，召诸贵人议，欲杀汉使者。左伊秩訾曰：“即谋单于，何以复加？宜皆降之。”单于使卫律召武受辞。武谓惠等：“屈节辱命，虽生，何面目以归汉！”引佩刀自刺。卫律惊，自抱持武，驰召医。凿地为坎，置煴火，覆武其上；蹈其背以出血。武气绝，半日复息。惠等哭，舆归营。单于壮其节，朝夕遣人候问武，而收系张胜。
武益愈，单于使使晓武会论虞常，欲因此时降武。剑斩虞常已，律曰：“汉使张胜，谋杀单于近臣，当死。单于募降者赦罪。”举剑欲击之，胜请降。律谓武曰：“副有罪，当相坐。”武曰：“本无谋，又非亲属，何谓相坐？”复举剑拟之，武不动。律曰：“苏君！律前负汉归匈奴，幸蒙大恩，赐号称王；拥众数万，马畜弥山，富贵如此！苏君今日降，明日复然。空以身膏草野，谁复知之！”武不应。律曰：“君因我降，与君为兄弟。今不听吾计，后虽复欲见我，尚可得乎？”
武骂律曰：“汝为人臣子，不顾恩义，畔主背亲，为降虏于蛮夷，何以汝为见！且单于信汝，使决人死生，不平心持正，反欲斗两主，观祸败！南越杀汉使者，屠为九郡；宛王杀汉使者，头县北阙；朝鲜杀汉使者，即时诛灭；独匈奴未耳！若知我不降明，欲令两国相攻。匈奴之祸，从我始矣！”律知武终不可胁，白单于。单于愈益欲降之。乃幽武，置大窖中，绝不饮食。天雨雪，武卧啮雪，与旃毛并咽之，数日不死。匈奴以为神。乃徙武北海上无人处，使牧羝，羝乳乃得归。别其官属常惠等，各置他所。
武既至海上，廪食不至，掘野鼠、去草实而食之。杖汉节牧羊，卧起操持，节旄尽落。积五六年，单于弟於靬王弋射海上。武能网纺缴，檠弓弩，於靬王爱之，给其衣食。三岁余，王病，赐武马畜，服匿，穹庐。王死，后人众徙去；其冬，丁令盗武牛羊，武复穷厄。
初，武与李陵俱为侍中。武使匈奴明年，陵降，不敢求武。久之，单于使陵至海上，为武置酒设乐。因谓武曰：“单于闻陵与子卿素厚，故使陵来说。足下虚心欲相待，终不得归汉，空自苦亡人之地，信义安所见乎？前长君为奉车，从至雍棫阳宫，扶辇下除，触柱折辕，劾大不敬，伏剑自刎，赐钱二百万以葬。孺卿从祠河东后土，宦骑与黄门驸马争船，推堕驸马河中，溺死；宦骑亡。诏使孺卿逐捕，不得；惶恐饮药而死。来时，太夫人已不幸，陵送葬至阳陵。子卿妇年少，闻已更嫁矣。独有女弟二人，两女一男，今复十余年，存亡不可知。人生如朝露，何久自苦如此！陵始降时，忽忽如狂，自痛负汉；加以老母系保宫。子卿不欲降，何以过陵！且陛下春秋高，法令亡常，大臣亡罪夷灭者数十家——安危不可知。子卿尚复谁为乎？愿听陵计，勿复有云！”
武曰：“武父子亡功德，皆为陛下所成就：位列将，爵通侯，兄弟亲近。常愿肝脑涂地。今得杀身自效，虽蒙斧钺汤镬，诚甘乐之。臣事君，犹子事父也；子为父死，亡所恨。愿无复再言！”
陵与武饮数日，复曰：“子卿壹听陵言。”
武曰：“自分已死久矣！王必欲降武，请毕今日之驩，效死于前！”
陵见其至诚，喟然叹曰：“嗟呼，义士！陵与卫律之罪，上通于天！”因泣下沾衿，与武决去。陵恶自赐武，使其妻赐武牛羊数十头。
后陵复至北海上，语武：“区脱捕得云中生口，言太守以下吏民皆白服，曰：｀上崩！’”武闻之，南乡号哭欧血，旦夕临数月。
昭帝即位数年，匈奴与汉和亲。汉求武等，匈奴诡言武死。后汉使复至匈奴，常惠请其守者与俱，得夜见汉使，具自陈道。教使者谓单于：“言｀天子射上林中，得雁，足有系帛书，言武等在某泽中。’”使者大喜，如惠语以让单于。单于视左右而惊，谢汉使曰：“武等实在。”
于是李陵置酒贺武曰：“今足下还归，扬名于匈奴，功显于汉室。虽古竹帛所载，丹青所画，何以过子卿！陵虽驾怯，令汉且贳陵罪，全其老母，使得奋大辱之积志，庶几乎曹柯之盟，此陵宿昔之所不忘也！收族陵家，为世大戮，陵尚复何顾乎？已矣，令子卿知吾耳！异域之人，壹别长绝！”陵起舞，歌曰：“径万里兮度沙幕，为君将兮奋匈奴。路穷绝兮矢刃摧，士众灭兮名已隤；老母已死，虽欲报恩将安归！”陵泣下数行，因与武决。单于召会武官属，前已降及物故，凡随武还者九人。
武以始元六年春至京师。诏武奉一太牢，谒武帝园庙。拜为典属国，秩中二千石，赐钱二百万，公田二顷，宅一区。常惠、徐圣、赵终根皆拜为中郎，赐帛各二百匹。其余六人，老，归家，赐钱人十万，复终身。常惠后至右将军封列侯，自有传。武留匈奴凡十九岁，始以强壮出，及还，须发尽白。
武来归明年，上官桀、子安与桑弘羊及燕王、盖主谋反。武子男元，与安有谋，坐死。初，桀、安与大将军霍光争权，数疏光过失予燕王，令上书告之。又言：“苏武使匈奴二十年，不降，还，乃为典属国；大将军长史无功劳，为搜粟都尉。光颛权自恣。”及燕王等反，诛，穷治党与。武素与桀、弘羊有旧，数为燕王所讼，子又在谋中：廷尉奏请逮捕武。霍光寝其奏，免武官。
数年，昭帝崩。武以故二千石与计谋，立宣帝。赐爵关内侯，食邑三百户。久之，卫将军张安世荐武明习故事，奉使不辱命，先帝以为遗言。宣帝即时召武待诏宦者署，数进见。复为右曹典属国。以武着节老臣，令朔望，号称祭酒，甚优宠之。武所得赏赐，尽以施予昆弟、故人，家不余财。皇后父平恩侯、帝舅平昌侯、乐昌侯、车骑将军韩增，丞相魏相、御史大夫丙吉，皆敬重武。
武年老，子前坐事死，上闵之，问左右：“武在匈奴久，岂有子乎？”武因平恩侯自白：“前匈奴时，胡妇适产一子通国，有声问来。愿因使者致金帛赎之。”上许焉。后通国使者至，上以为郎。又以武弟子为右曹。武年八十余，神爵二年病卒。
——《汉书》