虽然汉武帝对河套的开发下足了功夫也给足了资源与政策支持，但河套的繁荣很快就暴露出了不少问题。
首先便是环境问题。由于地处传统的游牧与农耕区域的交界处，河套地区实际上一直依靠自身的自然禀赋在对抗不断变冷的气候变迁。汉朝在当地大量修建的原始粗放水利设施，度消耗了原本较为丰富的水资源。大量开发的军屯与民屯也使得植被大面积减少，带来了严重的水土流失与黄河中游河道的淤积。
到了后来的汉成帝时期，河套地区开始受到了沙尘暴的袭扰，不注重环境保护的恶果可见一斑。而逐步淤积的黄河河道也定期来带水患和河流改道风波，严重的影响了河套地区的生产开发，，并最终引发了汉武帝后期黄河下游地区的大面积水灾。结果更多灾民被安排到诸如河套一类的新区进行更大规模的垦殖，反过来继续加重了当地的生态环境灾难。
泛滥的黄河是中国古代历史上最可怕的灾难之一
更要命的是匈奴人虽然在汉军历次大规模北伐中被大量杀伤，但依然可以利用北方草原游牧地带的广阔战略纵深与汉军周旋。一旦汉军结束军事行动，对于匈奴的打击有所放松，匈奴的各个部落便会在短时间内恢复元气，并继续南下袭扰汉朝领地。因而，包括河套地区的众多汉朝新区都面临着类似的需要内地军事力量大力反哺，否则难以为继的窘迫。
随着汉匈战争的持续，汉朝自身靠盐铁专卖获得的国力也难以为继。汉武帝晚年也已经意识到了这个问题，公元前89年的《轮台罪己诏》出炉，就是暂停继续扩张这一战略的意思。然而对于已经建成的河套等新区，汉武帝显然不会选择自我打脸的方式予以调整。
对匈奴长期战争的损失是难以短期弥补的
汉武帝死后，汉朝开始改变过去非常高压的经济政策，逐步开放了不少行业的全盘官营比例。而与匈奴关系的缓和也使得河套地区的安全形势有了缓解。但已经达到开发极限的屯田新区建设经常因为各种原因而时断时续。随着西汉王朝的国力衰退和王莽建立新朝前后的动荡，汉朝在西域地区的殖民地纷纷撤离，河套地区也陷入萧条。
汉武帝之后的西汉朝廷经常用大规模迁徙的办法，力图以一揽子计划恢复当地的夕日繁华。但最后都难以收到预想中的结果。到了光武帝建立东汉王朝后，由于西部的羌族叛乱，河套地区全面后撤，一度荒废了二十多年。光武帝后的汉朝朝廷虽然继续有进行河套地区的开发，但规模比起西汉时已经小了很多。最终河套地区成为了安置投降中原的南匈奴部落的最佳选择，河套变成了投诚匈奴的留居地。
内迁的南匈奴最终还是在河套站稳了脚跟
