众人齐声应道：“愿与先生共存亡！”
当晚，狂风大作，黄沙漫天。班超率领三十六名随从，趁着夜色，悄悄摸到了匈奴使者的驿馆。他让十人手持鼓，藏在驿馆后面，约定见到火光便擂鼓呐喊，制造声势；又让二十人手持弓弩，埋伏在驿馆两侧，准备伏击；自己则带着剩下的六人，手持刀斧，趁着风势，点燃了驿馆的帐篷。
火借风势，迅速蔓延开来。一时间，火光冲天，鼓声大作，喊杀声震耳欲聋。匈奴使者从睡梦中惊醒，见状大乱，纷纷四散奔逃。班超手持利剑，身先士卒，冲入驿馆，斩杀了三名匈奴兵。随从们也奋勇杀敌，弓弩齐发，匈奴人死伤惨重。
混战中，一名匈奴使者试图骑马逃跑，班超眼疾手快，张弓搭箭，一箭射穿了他的胸膛。其余匈奴人见状，更是魂飞魄散，要么葬身火海，要么被斩杀殆尽。不到一个时辰，百余名匈奴使者便全军覆没。
次日清晨，班超提着匈奴使者的首级，去见鄯善王广。鄯善王见了首级，吓得面如土色，浑身颤抖。班超上前一步，语气平和地说：“大王，匈奴残暴不仁，常以武力胁迫诸国，如今他们的使者已被我等斩杀，大王再无后顾之忧。大汉愿与鄯善国永结盟好，互通有无，共享太平。若大王愿意归服大汉，大汉必将庇护鄯善国，免受匈奴侵扰；若大王执迷不悟，执意与大汉为敌，今日匈奴使者的下场，便是明日鄯善国的结局！”
鄯善王早已被班超的勇毅震慑，又感念大汉的恩德，当即跪地表示：“我愿归服大汉，永世称臣，绝无二心！”为了表示诚意，他还将自己的儿子送往洛阳作为人质。
班超智取鄯善的消息传回洛阳，汉明帝龙颜大悦，下诏嘉奖班超，并任命他为军司马，正式出使西域。窦固想要给班超增派兵力，班超却婉言谢绝：“大人不必多派兵力，有这三十六人足矣。西域诸国情况复杂，人多反而累赘，且容易引起诸国猜忌。我等凭诚信和勇略，足以周旋其间。”
随后，班超率领随从继续西行，抵达了于阗国。于阗国当时正处于匈奴的控制之下，匈奴派了使者常驻于此，监视于阗国的一举一动。于阗王广德依仗匈奴的势力，对班超等人十分傲慢，并不热情。
更有甚者，于阗国信奉巫教，巫师受匈奴使者指使，故意刁难班超：“大汉使者带来的马，是不祥之物，若不将其斩杀祭祀神灵，于阗国必将遭遇灾祸。”
于阗王广德听信巫师之言，便派人向班超索要马匹。班超心知这是匈奴使者在背后作祟，当即心生一计，对来使说：“想要马匹祭祀神灵，并无不可。但需让巫师亲自前来牵马，我等也好向神灵祷告，祈求于阗国平安。”
巫师不知是计，果然亲自前来。班超见巫师到来，当即喝令随从将其拿下，厉声斥责：“你这妖巫，竟敢受匈奴指使，挑拨大汉与于阗国的关系，蛊惑君王，罪该万死！”说罢，便下令将巫师斩首。
随后，班超提着巫师的首级去见于阗王广德，当面揭露了匈奴使者的阴谋，并晓以利害：“匈奴残暴，只是将诸国当作掠夺的对象，并非真心庇护。大汉地大物博，国力强盛，向来以诚信待人，与大汉结盟，于阗国才能长治久安。如今巫师已死，匈奴使者失去了爪牙，大王若能认清形势，归服大汉，便是于阗国之福；若执迷不悟，鄯善国的下场就在眼前！”
于阗王广德早就听说了班超在鄯善国的壮举，如今又见他如此勇毅果决，心中十分畏惧，当即决定归服大汉。他派人斩杀了匈奴使者，将其首级献给班超，并表示愿意归服大汉，接受大汉的管辖。
班超进入于阗国后，厚赏了于阗国的王公贵族，安抚百姓，宣扬大汉的威德，于阗国上下皆心悦诚服。
平定于阗之后，西域南道诸国大多望风归服。但西域北道的龟兹国，却依仗匈奴的支持，称霸一方，攻杀疏勒王，另立龟兹人兜题为疏勒王，对大汉十分敌视。
永平十七年，班超率领随从从小路抵达疏勒国。他深知疏勒国民心不服龟兹的统治，便派部下田虑前往招降兜题。班超叮嘱田虑：“兜题本是龟兹人，疏勒国民心不附，他必定不会真心归服。你若劝降不成，便相机将他擒获，切勿手软！”
田虑抵达疏勒国后，见兜题果然傲慢无礼，毫无归服之意，便按照班超的吩咐，趁兜题不备，突然上前将其擒获。疏勒国的官员见状，惊慌失措，纷纷拔刀相向。田虑大声喝道：“大汉使者班超就在城外，谁敢乱动，便是与大汉为敌！兜题篡夺王位，残害百姓，如今我等奉大汉之命，前来为民除害，尔等若识时务，便速速归降！”
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疏勒国的官员们本就不满兜题的统治，又惧怕班超的威名，当即放下武器，纷纷表示愿意归服大汉。班超进入疏勒国后，召集疏勒国的王公贵族，历数兜题的罪状，随后将其释放，另立前疏勒王的侄子忠为王。疏勒国民心大悦，纷纷感念大汉的恩德。