出击北匈奴，再经营西域

在国力增强的基础上，明帝积极经营边疆，与北匈奴争夺西域。光武帝统治时期，因忙于恢复社会生产和安定社会秩序，无力经营边疆，对西北地区暂时采取羁縻政策。到了明帝永平末年，国势强盛，明帝乃改弦易辙，变过去的消极羁縻为积极经营。永平十五年（公元 72 年），明帝派遣奉车都尉窦固、驸马都尉耿秉率兵驻屯凉州，以为经营西北的准备。永平十六年（公元 73 年）春，明帝命窦固、耿秉等分四路出击北匈奴。窦固率军出酒泉，大败匈奴呼衍王于天山，留兵屯守伊吾卢城（今新疆哈密西），并遣假司马班超等率所部吏士三十六人，先后在鄯善（今新疆若羌一带）、于阗（今新疆和田）击败亲匈奴势力。“于是诸国皆遣子入侍，西域与汉绝六十五载，至是乃复通焉。”永平十七年（公元 74 年）窦固、耿秉等率领大军再次击败北匈奴于蒲类海（今新疆巴里坤湖）后，复置西域都护、戊已校尉于龟兹（今新疆库车）、车师（今新疆吐鲁番），恢复汉朝对西域地区的统治。班超之功，得到了明帝的首肯。