于阗王瞧见那个人头后就已经愣住了，再给班超这么一说更是软了半截。他说：“愿意归向汉朝。”于是就暗里发兵杀了匈奴的将官，把他的人头献给班超，班超这才把随身带来的礼物送给于阗王和他手下的大官。他们得到金、银、绸缎和布帛后都很高兴。于阗王也像鄯善王那样派他的儿子到汉朝去做抵押。
于阗、鄯善是南路主要的国家。他们结交了汉朝，别的国家大多也都跟着过来了。北面的龟兹和疏勒还站在匈奴那一边，因为龟兹王是匈奴立的，他仗着匈奴的威力杀了疏勒王，立龟兹人兜题为疏勒王。班超断定疏勒人不会甘心让别国的人做他们的王。于是派田虑到疏勒去，告诉他们怎么对付兜题。
田虑带着十几个壮士到了疏勒，劝兜题结交汉朝。兜题不敢得罪汉朝的使者，可是也不愿意结交汉朝。田虑见兜题左右只有几个卫士，就出来吩咐十几个壮士冲进帐篷，拖倒兜题把他绑上。班超料到疏勒人不会帮助兜题的，果然那几个卫士都逃散了。田虑把兜题拖到外边，班超正好赶到。他对疏勒的官员和老百姓说：“龟兹杀了你们的国王，你们怎么不替他报仇，反倒投降敌人呢？”他们说：“我们没有力量，自己正恨着自己呐。”班超说：“我是汉朝的使者，愿意帮你们主持公道。你们可以立自己的国王。”他们就立原来的王子为国王，还要求班超把兜题处死。班超说：“杀了他有什么用呢？不如把他放回去，好叫龟兹知道汉天子是不愿意随便杀人的。”
班超吩咐手下人把兜题松了绑，叫他回去告诉龟兹王不要反对汉朝。兜题连连磕着头说：“我一定劝告大王不再反对。”他向大伙儿拜了几拜就回到龟兹去了。疏勒赶走了敌人，有了自己的国王，都欢天喜地地谢过班超，还请他住在那儿，免得龟兹再去欺负他们。班超派人向窦固报告。窦固就让他留在疏勒。
接着明帝派陈睦为西域都护，耿恭、关宠为校尉，让他们带一些兵马驻扎在车师。
不久北匈奴单于派大将率领两万骑兵进攻车师，杀了车师后王。耿恭招募几千人马打了一仗，杀了几千个匈奴兵。可因为人马太少，他就守住城不再出去。匈奴把城外的水道全堵死，不让一滴水流到城里去。耿恭叫士兵们打井，可是打了十五丈深，还没有水。他们渴得实在没办法，只好喝马尿。后来连马尿也没有了，他们就把马粪榨出汁来作为饮料。耿恭叫士兵们继续往下挖，他自己也像小卒一样拿着筐子不停地搬土。士兵们见大将亲自动手，立即都顿起精神拼命地挖，一定要挖出水来。挖啊，挖啊，挖到一个地层，忽然哗哗哗地涌出泉水来了。全军高兴得连连高呼“万岁”。
耿恭对士兵们说：“先不要把水喝了。只要咱们再熬一下，匈奴就会退去的。”士兵们就都咬着牙，有水也不喝。耿恭命令士兵们把水一桶一桶地往城下倒。匈奴们见了直吐舌头，他们见汉军有水，突然都上马逃走了。
耿恭虽然渡过了这一次的难关，可是要守住西域抵抗匈奴，靠这一点兵力是不够的。果然就在那一年，匈奴兵马一到，焉耆王和龟兹王都反悔了，他们杀了西域都护陈睦，又进攻校尉关宠。接着车师王也反悔了，跟北匈奴联合起来攻打校尉耿恭。关宠上书向汉明帝求救，不料汉明帝死了，汉章帝刚即位。中国有了大丧，汉章帝才十八岁，大臣们大多不主张去救。司徒鲍昱说：“驻扎在西域的将士是朝廷派去的。他们有了急难就把他们扔了，将来谁还肯出去抵抗呢？再说驻扎在西域的兵马才几千，他们都抵抗了这么多日子，可见匈奴的兵力也不怎么强。只要吩咐酒泉和敦煌的两个太守各发两千精兵去帮助关宠、耿恭，他们就可以对付匈奴了。”
于是汉章帝拜酒泉太守段彭为大将军。段彭调张掖、酒泉、敦煌三郡的人马和鄯善的骑兵日夜赶路往车师那边去。因为路远一时不能赶到。耿恭那边的粮食已经吃完了。他们宰了一匹马，挨了几天，后来弄得可以吃的东西都吃完了，耿恭鼓励士兵们说：“上次没有水喝，到底给咱们挖出水来了。咱们得坚持下去！”他们就把皮铠甲、弓弦、皮靴等煮成羹汤凑合着过日子。北单于知道汉兵不能再挨下去，就派使者对耿恭说：“要是肯投降，单于就封将军为王，还把自己的女儿嫁给将军。”耿恭不理他。那个使者就指手画脚地吓唬他说，要是不投降，命就难保了。耿恭把他砍了，还把他的人头挂在城门楼子上。北单于火了，吩咐将士们加紧攻打。耿恭他们正在万分危急的时候，段彭的救兵到了。
段彭的七千多精兵到了车师，连着打了几个胜仗。他们把敌人杀了三千八百多，活捉了三千。北匈奴吓得逃了回去。车师不能抵抗，投降了。段彭救出了关宠，可是没几天关宠害病死了。耿恭这一边的人已经不多，他让当地的士兵都回去，自己只带着二十六个汉兵回来。沿路又死了一半人马，到了玉门关时只有十三个人了。玉门关守将郑众上了个奏章，说耿恭那样的人比得上苏武，司徒鲍昱也这么说。汉章帝就拜耿恭为骑都尉，同他回来的人也都升了官职。
对于是否继续经营西域，刘炟举棋不定，大臣们也有争论。由于确实存在人力和物力上的困难，刘炟诏令滞留西域的汉朝人员回国。
班超接到撤退的诏书，他收拾行装，备好马匹，准备返回久别的祖国。在西域生活多年，他有些依依不舍，西域人民也爱戴和尊敬他。听说班超要回国，疏勒人民惊惶不安，因为班超对付匈奴有办法，班超一走，又要永无宁日了。疏勒都尉抽出长刀满面流泪地对天长叹道：“汉朝使节弃我而去，我国必为匈奴所灭。与其翌日死亡，不如现今魂随汉使！”说罢引刀自刎。
班超虽然也难舍难分，但王命在身只好拨转东行。不久到了于阗国，于阗人民拦道迎接班超，听说他要东归都失声痛哭，就近的人们抱着班超的马腿不让他离开。班超只好上书刘炟请求留在西域。刘炟同意了他的请求。
在西域诸国中，乌孙最为强大，刘炟又派遣使臣前往乌孙。乌孙国王非常高兴，于建初八年派遣使者回访汉朝表示友好。于是刘炟提升班超为将兵长史，授予他代表东汉政府在西域行事的权力。
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