邓太后最终部分采纳了班勇的建议，增兵敦煌，设置西域官署，但不出屯。如班勇所料，北匈奴联合车师多次侵扰东汉，河西郡深受其害。邓太后过世后，汉安帝任命班勇为西域长史，率领五百人马出玉门关，屯驻柳中，班勇此次行动距离上次汉军出屯已经过了二十年了。
第二年，班勇兵进楼兰，赢得了鄯善的归附。班超在西域很有名望，西域人普遍亲汉，欢迎班勇的到来，龟兹、姑墨、温宿全部归附。班勇征发西域军队，进攻车师前部，取得胜利。班勇再接再厉，征发敦煌、张掖、酒泉汉军六千人，连同鄯善、疏勒、车师前部的军队，一起进攻车师后部，"大破之"，尽管俘虏就抓了八千多，缴获牲畜五万头，车师后部王也被俘虏，匈奴持节使者也被抓获，车师六国全部归附。
北匈奴看到班勇在西域连战连胜，自己最重要的盟友也归附了东汉，单於派呼衍王进攻车师。班勇集中了西域诸国的军队，打败了呼衍王，俘获两万匈奴人。单於看到问题严重，他亲自带兵前来，班勇派代理司马曹俊出击，单於败走，手下将领被杀。从此以后，车师境内再也没有匈奴人出没了。
整个西域就剩下焉耆没有归附，只要拿下焉耆，就是大功告成。东汉政府派敦煌太守张朗协助班勇，张朗率领河西汉军四千，从天山北路进攻，班勇率领西域军队四万，从天山南路进攻。说实在话，以班勇的四万大军进攻焉耆完全是唾手可得，根本用不着张朗的河西汉军相助，在此之前班勇两战匈奴，危险性比这大得多，也没见谁来相助啊!
班勇和张朗约定了抵达焉耆的日期，张朗曾经有罪，为了将功赎罪，他快马加鞭，先期到达了焉耆，首先发起进攻，消灭焉耆人两千，焉耆王元孟投降，张朗受降而还。焉耆王元孟似乎知道什么，他自始至终没有面见张朗，只是派自己的儿子作为人质，"诣阙贡献"。尽管张朗立的不是全功，但将功赎罪的目的达到了。班勇由於到达晚了，被征还洛阳，先是下狱，后来赦免。
