章和元年（公元87年），北匈奴在鮮卑人的攻掠下，內部紛爭加劇，勢力進一步衰落，其中有不少部眾把歸降東漢朝廷作為保存自己的出路。“屈蘭、儲卑、胡都須等五十八部，口二十萬，勝兵八千人，詣雲中，五原、朔方、北地降”。第二年，“北虜大亂，加以饑蝗，降者前後而至”。至此，北匈奴不僅沒有繼續製造邊患的能力，連獨立自保也困難重重。南匈奴單於認為這正是它並滅北匈奴的天賜良機，於是上書東漢朝廷，極力鼓吹“宜及北虜分爭，出兵討伐，破北成南，並為一國，令漢家長無北念”。東漢將軍耿秉等人也主張“以夷製夷”，乘機剿滅北匈奴。恰在此時，竇憲又想通過討伐北匈奴立功自贖，於是征伐北匈奴的戰爭也就付諸實際行動了。
這個戰爭一共進行了三次，曆時三年。永元元年，竇憲與征西將軍耿秉率騎兵八千，合度遼將軍及南匈奴單於所統兵共三萬騎，出朔方（今內蒙古磴口北）郡北進，大破北匈奴，俘敵20餘萬。第二年春天，南匈奴左穀蠡王師小將八千騎出雞鹿塞（今內蒙古臨河西），中郎將耿譚遣一仆事監護，前進至涿邪山（今蒙古人民共和國境），兵分二路，後會合於甘微河（今蒙古紮布汗河）之南，夜襲北單於，大獲全勝，斬首八千級，生俘閼氏等數千口。永元三年（公元91年），右校尉耿夔再次襲擊北匈奴餘部。其單於明白昔日的家園已不是存身之地，隻得率眾西遁，“逃亡不知所在”，從此在中國曆史學家的視野中消失了。
不難看出，竇憲指揮漢軍與南匈奴聯合對北匈奴的征伐，既非反侵略反掠奪的正義戰爭，亦非拓疆辟地的英雄壯舉，而是以大欺小，以強淩弱，以眾暴寡的非正義的軍事征伐。參戰最積極的南匈奴是為了吞滅北匈奴而稱雄中國北疆，自動請纓的竇憲是為了立功贖罪，獵取高官厚祿，而征伐的對手北匈奴又是一個日益削弱，招架乏力的敵人。三次戰役，漢軍與南匈奴除第一次投入三萬兵馬外，其餘兩次，所動用兵力皆不足萬人，也沒有遇到北匈奴強有力的抵抗，戰果更談不上輝煌，較之漢武帝當年對匈奴的用兵，實在不可同日而語。可是，親身參與此次征伐，對實際情況了若指掌的班固，卻在數篇記述此次戰爭的大文中，極力誇大其規模、意義與作用，尤其對竇憲，更是極盡阿諛之能事。在他寫《竇車騎北征頌》中的一段文字，對竇固的功勳大加讚美：“車騎將軍應昭明之上德，該文武之妙姿，蹈左曆，握輔，翼肱聖上，作主光輝，資天心，謨神明，規卓遠，圖幽冥。親率戎士，巡撫疆域。勒邊禦之永設，奮櫓之遠徑，閔遐黎之騷狄，念荒服之不庭。乃總三選，簡虎校，勒部隊，明誓號，援謀夫於未言，察武毅於俎豆，取可杖於品象，拔所用於仄陋。料資器使，采用先務。民儀向慕，群英影附，差戎相率，東胡爭騖。不召而集，未令而諭。於是雷震九原，電曜高闕，金光鏡野，武日……名王交手，稽額清服。……糧不賦而師贍，役不重而備軍，行戎醜以禮教，鴻校而服仁。文武炳其並隆，威德兼而兩信，清乾鈞之攸冒，拓畿略之所順……將軍，克廣德心，光光神武，弘昭德音。超兮首天潛，眇兮與神參。”
在班固筆下，驕橫不法，才德俱乏的竇憲竟被頌揚為神明英武，勇毅非凡，以威德仁勇震懾夷狄的偉大統帥。而在《封燕然山銘並序》一文中，竇憲又成為高瞻遠矚的統兵馭將戰必勝，攻必取的超級大英雄“惟永元元年秋七月，有漢元舅曰車騎將軍竇憲，寅亮聖明，登翼王室，納於大麓，惟清輯熙。乃與執金吾耿秉述職巡禦，理兵於朔方。鷹揚之校，螭虎之士，爰該六師，及南匈奴、東烏桓、西戎、氐、羌侯王君長之群，驍騎三萬。元戎輕武，長轂四分，雲輜蔽路，萬有三千餘乘。勒以八陣，蒞以威神，玄甲耀日，旌旗絳天。遂陵高闕，下雞鹿，徑磧鹵，絕大漠，斬溫禺以釁鼓，血屍逐以染鍔。然後四校橫徂，星流慧帚，肖條萬裏，野無遺寇。於是域滅區單，反而旋，傳考驗圖，窮覽其山川。遂涿邪，跨安侯，乘燕然，躡冒頓之區落，焚老上之龍庭。上以攄高，文之宿憤，光祖宗之亥靈；下以安固後嗣，恢拓境宇，振大漢之先聲。茲所謂一勞而永逸，暫費而永寧者也。乃遂封山刊石，昭銘威德。其辭曰：鑠王師兮征荒，凶虐兮截海外，其邈兮地界，封神丘兮建隆，熙帝載兮振萬古。”