漢文帝死後，漢景帝（前156～前141在位）即位。這時，李廣做了隴西郡（治所在今甘肅臨洮南）都尉，不久又升任騎郎將。

漢景帝繼續實行漢文帝時期的基本政策，采用了著名政論家晁錯“削藩”的建議，進一步削奪諸侯王國的土地，把它逐步收歸中央直接統轄，以削弱地方割據勢力，加強中央集權。

景帝前元三年（前154），劉濞因反對“削藩”，便聯合楚、趙等七個諸侯王，打著誅晁錯、清君側的旗號，發動武裝叛亂，並首先進攻梁國的棘壁（在今河南睢縣），殺數萬人。當時，漢景帝既要平定叛亂，又要削弱梁國勢力。他派太尉周亞夫率領大軍前去討伐時，接受了周亞夫提出的“以梁委（放棄給）吳，絕其食道”的戰略，進駐梁國東北部的昌邑（在今山東巨野東南），並采取防禦戰術，堅守不出。梁孝王多次向周亞夫呼救，吳楚叛軍也多次向周亞夫挑戰，周亞夫堅守如故，同時卻派輕騎兵在淮泗口（在今江蘇淮陰西）斷絕吳楚叛軍的糧道。吳楚叛軍糧草短缺，欲戰不能，相持三個月，便被迫退卻。周亞夫乘機指揮大軍，奮起追擊，一舉擊潰叛軍。由於“七國之亂”不得人心，所以很快就被平定了。

在昌邑之戰時，李廣正在周亞夫手下做驍騎都尉。他英勇作戰，並奪得了叛軍的旗幟，再立戰功。從此，李廣開始聞名於世。當時，漢景帝的弟弟梁孝王為了表彰李廣的戰功，特意授給他將軍的勳銜和印信，李廣接受了。但是，李廣身為西漢朝廷的命官，竟私自接受一個諸侯王的封賞，這是漢朝法令所不允許的。所以，回到長安以後，李廣沒有得到漢朝的封賞。不久，便調出長安，到上穀郡（治所在今河北懷來東南）擔任太守。

上穀郡位於漢朝北部，與匈奴相毗連。那裏經常戰雲密布，狼煙滾滾。匈奴和李廣幾乎三天兩頭打仗。李廣每次都親臨戰陣，經受了許多風險。當時有個名叫公孫昆邪的人，很為李廣的安全擔心。有一天，公孫昆邪跑到漢景帝麵前，哭哭啼啼地對漢景帝說：“李廣才氣非凡，天下無雙。但是，他自恃武藝高強，屢次跟匈奴交戰，死打硬拚，要決一雌雄，我真擔心會損失了這員勇將！”於是，漢景帝又把李廣調到上郡（治所在今陝西榆林東南），繼續擔任太守。

跟上穀郡相比，上郡離京師長安要近得多。但是，上郡也是漢朝和匈奴經常發生戰爭的地區。李廣到上郡以後，就跟匈奴大隊騎兵發生了一次意外的遭遇。

有一次，匈奴騎兵大舉進攻上郡。漢景帝把一個親信宦官派到上郡，去跟李廣參加軍事訓練，準備抗擊匈奴。

一天，那位宦官率領幾十名騎兵，離開大營向北馳騁。路上發現三個匈奴人，宦官自以為人多勢眾，便跟他們交戰。三個匈奴人毫不畏懼，沉著回射。幾十名騎兵紛紛中箭傷亡，宦官也險些喪命。

宦官帶著箭傷，狼狽逃回，急急忙忙地跑到李廣那裏，報告事情的經過。李廣一聽，就斷定那三個匈奴人是射雕的能手，於是翻身上馬，帶著一百多名騎兵前去追趕。李廣一行快馬加鞭，一口氣兒追了幾十裏，隻見那三個匈奴人連馬都沒有騎，正不慌不忙地走著。李廣一麵命令騎兵從左右兩翼包抄過去，一麵盤馬彎弓，連發幾箭，兩個匈奴人應聲倒地，另一個也被活捉了。

李廣剛把這位射雕的能手綁在馬上，突然發現前麵塵土飛揚，原來是匈奴的大隊騎兵，有好幾千人。這時，匈奴騎兵也發現了李廣。他們見李廣一行人數不多，便疑心是漢朝的誘兵。於是，迅速占據了附近的一個山坡，擺開陣勢，觀察李廣一行的動靜。

李廣的一百多名騎兵見大敵當前，神色緊張。他們都想調轉馬頭，趕快撤退。在這萬分危急的關頭，李廣沉著鎮定。他冷靜地分析了形勢，認為自己已經遠離大營幾十裏，身邊又隻有一百多名騎兵，要是倉皇撤退，匈奴大隊騎兵就會乘機掩殺過來，這一百多人就會全部喪命。唯一的辦法就是利用匈奴的錯覺，讓匈奴相信這一百多人確實是誘兵。這樣，匈奴就不敢發動進攻。

於是，李廣把這個道理告訴給士兵，並命令他們繼續前進。當他們走到離匈奴陣地隻有兩裏來地的時候，這才停下來。接著，李廣又命令他們都下了馬，並卸下馬鞍。

這樣，一邊是兵力占著絕對優勢、嚴陣以待的幾千匈奴鐵騎，一邊是下馬解鞍、放鬆戒備的一百多個漢朝騎兵，兩軍相距隻有二裏地。李廣的部下更加緊張，紛紛議論說：“匈奴騎兵這樣多，這樣近，萬一發生緊急情況怎麽辦？”李廣回答說：“匈奴以為我們會撤退，我們卻偏偏卸下馬鞍，叫他們知道我們絕不後退一步，這樣就會加深他們的錯覺。”

果然，兵強馬壯、英勇善戰的匈奴騎兵，因為錯把李廣等人當成了誘兵，害怕中漢軍的埋伏，不敢進攻；李廣也巧妙地利用匈奴的錯覺，冒險堅守自己的陣地。雙方相持良久，氣氛十分緊張。戰場上鴉雀無聲，寂靜異常。

過了一會兒，一個騎著白馬的匈奴頭目到陣前監護匈奴騎兵，李廣見了，立即跨上戰馬，帶領十幾名騎兵，衝上前去，射殺了那位“白馬將軍”。然後又從從容容地回到原地，解下馬鞍，讓大家把馬放了。橫七豎八地躺在地上休息。

這時，天色漸晚，夜幕徐徐降臨。匈奴騎兵對李廣一行的舉動始終覺得神秘莫測，一直沒敢貿然進攻。到午夜時分，他們唯恐受到漢朝伏軍的襲擊，便趁著夜色全部退走了。

第二天淩晨，李廣見對麵山坡上靜悄悄的，一個人也沒有，這才帶著那一百多名騎兵平安地返回大營。這時，漢營裏的大軍還不知道李廣到哪去了呢！而跟著李廣的那些騎兵卻捏了一把冷汗，他們好不容易才熬過了那漫長、緊張而又可怕的一天一夜。

這段巧計退敵的故事，充分表現了李廣臨危不懼、指揮若定和隨機應變的軍事才能。在匈奴穩操勝券、漢軍危在旦夕的不利情況下，李廣不僅看到了匈奴騎兵在兵力上的優勢，而且準確地掌握了匈奴騎兵的心理變化，並靠著自己的正確指揮和布置，迷惑了對方，保存了自己，不費一兵一卒，就順利地渡過了危難關頭。由此可見，李廣已經成為漢朝年輕騎兵的出色將領。

此後，李廣又先後在隴西、北地、雁門（治所在今山西右玉南）、代郡（治所在今河北蔚縣東北）、雲中（治所在今內蒙古托克托東北）等郡擔任太守。在長期駐守漢朝邊郡期間，李廣都以力戰聞名。