于是，李陵设酒筵向苏武祝贺，说：“今天你还归，在匈奴中扬名，在汉室中功绩显赫。即使古代史书所记载的事迹，图画所绘的人物，怎能超过你！我李陵虽然无能和胆怯，假如汉廷姑且宽恕我的罪过，不杀我的老母，使我能实现在奇耻大辱下积蓄已久的志愿，这就同曹沫在柯邑订盟可能差不多，这是以前所一直不能忘记的！逮捕杀戮我的全家，成为当世的奇耻大辱，我还再顾念什么呢？算了吧，让你了解我的心罢了！我已成异国之人，这一别就永远隔绝了！”

李陵起舞，唱道：“走过万里行程啊穿过了沙漠，为君王带兵啊奋战匈奴。归路断绝啊刀箭毁坏，兵士们全部死亡啊我的名声已败坏，老母已死，虽想报恩何处归！”唱罢，泪下数行，同苏武永别。随后，匈奴单于召集苏武的部下，除了以前已经投降和死亡的，总共跟随苏武回来的有九人。

苏武回到长安，昭帝令苏武带一份祭品拜谒武帝园庙，拜他为典属国，秩中二千石，赐钱二百万，官田二顷，住宅一处。随从归汉的常惠、徐圣、赵终根都官拜中郎，赐丝绸各二百匹。其余六人因年老而返乡，各赐钱十万，终身免徭役。

左将军上官桀、骠骑将军上官安父子与御史大夫桑弘羊、燕王刘旦与鄂邑公主谋反，苏武之子苏元因参与阴谋，而被处死。

起初，上官桀、上官安与大司马大将军霍光争权，上官桀父子屡次记下霍光的过失交给燕王，让他上书昭帝，告发霍光。又说苏武出使匈奴二十年不肯降，但回到汉朝后，只为典属国。然而霍光属下长史并无功劳，却被升为搜粟都尉，霍光专权放肆。

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直到刘旦等人被处死，追查同谋者，苏武与上官桀、桑弘羊有旧，燕王又因苏武功高而官小数次上书，其子又参与谋反。廷尉上书请求逮捕苏武，霍光把奏章搁置，只将苏武免官而已。

苏武，参与拥立武帝曾孙刘询即位，是为汉宣帝。宣帝登基后，赐苏武爵为关内侯，食邑三百户。

后来，卫将军张安世推荐苏武通悉典章制度、出使持节不降，宣帝召苏武在宦者署听候宣召，多次进见，拜右曹典属国。宣帝因苏武是德高望重的老臣，只令他每月的初一和十五日入朝，并尊称他为“祭酒”。

苏武，把所得赏赐，全部施送给弟弟和过去的邻里朋友，家中不留一点财物，自恭哀皇后的父亲、平恩侯许广汉，宣帝之舅、平昌侯王无故和乐昌侯王武到车骑将军韩增、丞相魏相、御史大夫丙吉等重臣，都很敬重苏武。

此时，苏武年事已高，宣帝曾问左右：“苏武在匈奴那么久了，可还有子嗣吗？”苏武得知后，透过许广汉向宣帝陈述：“以前在匈奴发配时，娶的匈奴妇人正好生了一个儿子，名字叫通国，有消息传来，想通过汉使者送去金银、丝绸，把男孩赎回来。”宣帝同意了，后苏通国随汉使回汉朝，宣帝命其为郎，又让苏贤之子做了右曹。

苏武逝世，享年八十余岁，匈奴呼韩邪单于来朝，宣帝因“戎狄宾服，思股肱之美”。于是，在未央宫麒麟阁，图画大司马大将军霍光等十一位功臣像，苏武位列最末。