永平十六年(公元73年)春，刘庄命窦固、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、戊己校尉于龟兹(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。

　　永平十八年八月初六日(公元75年9月5日)，汉明帝在洛阳东宫前殿去世，时年四十八岁。死后葬于显节陵(今河南洛阳市东南)。庙号显宗，谥号孝明皇帝。