天宝十载（751年）冬日，汴州城的名士于逖和裴十三及宗氏姊弟顶着凛冽的寒风，一起送李白渡河北上。李白向众人拱手而别，在白马（今河南滑县）渡口踏着河冰，冒雪过河而去。当时李白曾作一首诗详记了此行：
太公渭川水，李斯上蔡门。
钓周猎秦安黎元，
小鱼?兔何足言。
天张云卷有时节，
吾徒莫叹羝触藩。
于公白首大梁野，
使人怅望何可论。
既知朱亥为壮士，
且愿束心秋毫里。
秦赵虎争血中原，
当去抱关救公子。
裴生览千古，龙鸾炳天章。
悲吟雨雪动林木，
放书辍剑思高堂。
劝尔一杯酒，拂尔裘上霜。
尔为我楚舞，吾为尔楚歌。
且探虎穴向沙漠，
鸣鞭走马凌黄河。
耻作易水别，临岐泪滂沱。
（《留别于十一兄逖裴十三游塞垣》）
此诗分明是一曲易水送别的英雄壮行曲。李白此行是探虎穴，而不是去幽州寻找做官的机会或一般文人的赴边游历。他是带有报国使命的，这就是到安禄山的老巢之中，一探虚实。这是“钓周猎秦安黎元”有关社稷安危的大事，而不是“小鱼?兔”一类的小事。所以李白冒着极大的风险，踏着黄河上的冰凌渡河，他心知此行如“羝触藩”一样，羊角套在篱笆上，很可能就一去不回了。但他还是坚决要去，可见他的忧国之心的强烈和决心之大。他在诗中，借夸于逖如壮士朱亥和侯嬴，以喻此行如当年魏国公子信陵君借兵符以调军救赵击秦一样，是一件有关国家命运的大事，是一种舍身救国的英雄行为。所以，李白在诗的后两句说“耻作易水别，临岐泪滂沱”，如同荆轲刺秦一样英勇悲壮。
李白在白马渡渡河之后，向贵乡、清漳、邯郸、临洺等地而去，最终的目的地是幽州。途中作有《发白马》《魏郡别苏明府，因北游》《赠清漳明府侄聿》《自广平乘醉走马六十里，至邯郸登城楼，览古书怀》《登邯郸洪波台置酒观发兵》《赠临洺县令皓弟》《出自蓟北门行》《幽州胡马客歌》《北风行》等诗。在这些诗中，李白只写了当地的一些风光和民风民情，或歌颂了一些地方官的政绩及应酬诗。因此次幽州之行另有秘密的访查任务，故有些事情在诗中不好明显表现。不过这些诗中也偶尔露出了一些蛛丝马迹，如“将军发白马，旌节渡黄河。箫鼓聒川岳，沧溟涌涛波。武安有震瓦，易水无寒歌。铁骑若雪山，饮流涸滹沱。扬兵猎月窟，转战略朝那。倚剑登燕然，边烽列嵯峨”（《发白马》）。诗中虽写的是一次将军的行军过程，但其气势和氛围，却很像是一场战斗，其战争气氛十分浓厚。又如《登邯郸洪波台置酒观发兵》一诗，诗中写道：“我把两赤羽，来游燕赵间。天狼正可射，感激无时闲。观兵洪波台，倚剑望玉关。请缨不系越，且向燕然山。”诗中，李白正是抱着射“天狼”的目的，前来幽燕的。再如《幽州胡马客歌》：
幽州胡马客，绿眼虎皮冠。
笑拂两只箭，万人不可干。
弯弓若转月，白雁落云端。
双双掉鞭行，游猎向楼兰。
出门不顾后，报国死何难。
天骄五单于，狼戾好凶残。
牛马散北海，割鲜若虎餐。
虽居燕支山，不道朔雪寒。
妇女马上笑，颜如赪玉盘。
翻飞射鸟兽，花月醉雕鞍。
旄头四光芒，争战若蜂攒。
白刃洒赤血，流沙为之丹。
名将古谁是？疲兵良可叹。
何时天狼灭，父子得安闲。
《幽州胡马客歌》是一首乐府诗。诗中写一个胡族的战士身怀绝技，到边疆从军报国。他遇到的对手是凶残狠戾的匈奴人，匈奴人的风俗是好战成风，就连其女子也个个是善于骑射的好手。两方一旦打起仗来，就是刀枪拼搏，血染黄沙，许多战士牺牲在战场。因战争经常发生，边塞士卒师老兵疲，令人叹息，他们十分渴望战胜敌人，早些结束战争。可这个御敌的良将在哪里呢？此诗的结尾和杜甫的《后出塞》诗同一机杼，意在指责安禄山频频与奚奴等打仗，以邀边功。