班師回塞內。其餘三路漢軍因北匈奴聞風而逃，均無功而返。正是在此次戰役中，竇固發現假司馬班超頗具軍事才能，遂命其率三十六名隨員出使西域。從此，班超開始了經營西域漫長而又艱苦的歷程。十七年冬，竇固等率一萬四千騎出敦煌崑崙塞（今甘肅安西），於蒲類海大敗北匈奴白山部，乘勝攻佔車師前後國，復置西域都護與戊己校尉，恢復了漢在西域中斷近六十餘年的統治。十八年春，竇固奉詔罷兵，回到京師洛陽。就在竇固大軍離開西域之後，北單于蒲奴立即遣左鹿蠡王率二萬騎前來爭奪車師前後國，都護陳睦、戊校尉耿恭、己校尉關寵被匈奴及耆焉等國分別圍攻，形勢非常危急。恰在此時，明帝去世，朝廷無暇出兵增援西域。結果陳睦、關寵先後戰死，僅剩耿恭死守疏勒城，頑強抗擊著北匈奴大軍與車師兵的圍攻。耿恭智勇兼備，對士卒推誠相待，同生共死，深得士卒擁戴，故能同心死守孤城。久圍糧盡，煮鎧甲、弓弦為食。北單于派使者前來勸降，許封耿恭為白屋王。耿恭不為所動，將匈奴使者誘上城頭親自斬殺。北單于大怒，急攻疏勒城，但始終不能如願。等到次年章帝即位後，派出援兵解疏勒之圍時，耿恭部眾死傷殆盡，僅剩下二十六人。章帝見西域形勢嚴峻，決定再次放棄西域，撤銷西域都護及戊己校尉。此時，如果不是班超抗旨不遵，自行決定留守西域，漢朝的勢力將再次完全退回到玉門關以內。

雖然漢軍在西域遭受一些挫折，但北匈奴的處境卻更為困難，不僅要防備漢軍、南匈奴、烏桓及鮮卑的進攻，還得忍受天災的襲擊，真是內外交困，苦不堪言。建初八年（83年），北匈奴三木樓訾大人稽留斯等率部眾三萬多人至五原塞附漢，開啟了北匈奴部眾大規模叛逃的先例。元和元年（84年），北匈奴驅趕牛馬萬餘頭前來與漢賈互市，結果又被南匈奴輕騎截奪，經濟損失慘重。爾後，北匈奴大人車利、涿兵等紛紛降漢，僅元和二年一年，北匈奴內附者就有七十三批之多。眾叛親離的結果，致使北匈奴的勢力愈加衰落。章和元年（87年），鮮卑又趁火打劫，攻其左地，殺優留單于，北匈奴大亂，屈蘭等五十八部，二十多萬人南下降漢。章和二年，北匈奴骨都侯等立優留單于異母兄右賢王為單于（史失其名），其兄弟為爭單于之位，內部又發生分裂，加以飢蝗成災，其部眾南下附漢者絡繹不絕。同年七月，南匈奴休蘭屍逐侯鞮單于見北匈奴已山窮水盡，遂上書請求與朝廷共同出兵攻滅北部，統一匈奴，徹底消弭邊患。此時章帝剛剛去世，年幼的和帝即位，竇太后臨朝執政。南單于上書後，竇太后徵詢執金吾耿秉的意見。耿秉認為：武帝時就欲臣服匈奴，可惜未逢其時；如今匈奴分裂，正是徹底臣服匈奴的大好時機，不可錯過。竇太后採納其議，命其兄竇憲與耿秉統兵於明年出擊匈奴。不料此事卻引起以司徒袁安為首的朝臣們的激烈反對，紛紛上書勸阻，反覆諫諍十多次。竇太后不為所動，出征北匈奴的大政最終確定下來。正是在這種歷史機遇下，曾被章帝痛斥為“腐鼠”的竇憲成為三百年漢匈戰爭的終結者。

竇憲是竇融的曾孫，祖父竇穆娶光武帝女內黃公主，父竇勳娶光武帝子東海王劉強女沘陽公主。祖、父二人尚公主，居高官，權傾一時，終因幹亂政治、交通姦滑而獲罪，父子俱死於獄。此時竇憲年少，又為罪官之後奇…書…網，仕途本已無望。但在建初二年（77年），因妹妹立為章帝皇后，竇憲被拜為郎，遷為侍中、虎賁中郎將，從而春風得意，權勢熏天，竟然強奪明帝女沁水公主園田。此事後為章帝知曉，痛斥竇憲為“腐鼠”，方將園田歸還。章帝死後，和帝年幼，竇太后秉政，竇憲參議國家機要，權勢更盛。因見風流倜儻的都鄉侯劉暢贏得年輕太后的歡心，害怕分其權力，竇憲遂遣刺客將劉暢殺死。太后痛惜情夫被害，將竇憲囚於內宮，準備嚴懲。竇憲恐怕被誅，於是上書求擊匈奴以贖罪。於是竇憲被拜為車騎將軍，執金吾耿秉為副將，發北軍五校、黎陽、雍營、沿邊十二郡騎及羌、胡兵擊北匈奴。

永元元年（89年）六月，竇憲、耿秉率八千騎與南匈奴左谷蠡王師子率萬騎出朔方雞鹿塞（今內蒙磴口西北），南單于親將萬騎出滿夷谷（今內蒙包頭北），度遼將軍鄧鴻率羌胡八千騎與南匈奴左賢王安國率萬騎出祻陽塞（今包頭東），三路大軍約定在涿邪山會師。竇憲率大軍出塞之後，分遣副校尉閻磐、司馬耿夔等與左谷蠡王師子率精兵一萬餘騎，於稽落山大敗北單于軍，其部眾四處潰散。北單于率殘部逃遁。竇憲率大軍隨後追擊，又大破北匈奴諸部，直追至私渠比鞮海（今蒙古烏布蘇泊），斬首名王以下一萬三千多級，