天一放亮，班超帶領隨從提著匈奴使者的人頭去見鄯善王。這一果斷的行動粉碎了匈奴使者的陰謀，也使鄯善王下決心與匈奴決裂，一心與東漢複通和好。
班超的智勇雙全，深得東漢政府賞識。朝廷又命班超作為漢朝使者繼續西行到達於闐。這次班超早有思想準備，他以鄯善國為例，先打消了於闐王的顧慮，爭取了於闐王。於闐王主動殺了匈奴貴族派在那裏的“監護”使者，與東漢和好。
西域的另一古國龜茲，國王在匈奴貴族的支持下，仗勢欺負疏勒國，派人把疏勒國王殺死，另立龜茲人兜題為王。公元74年，班超到達疏勒，他派部下殺了兜題，平息了疏勒的政變，隨後召集文武大臣，重新扶立原來疏勒王室的人為王，班超的舉動，贏得了疏勒人的擁護，使班超在西域獲得了很高威望。
經過班超的努力，西域大部分地區與東漢重新建立了互相信賴的友好關係。西域各國從王莽執政時期起，跟漢朝不相往來已經有65個年頭了。到了這時候，才恢複張騫通西域時，雙方通商的局麵。
公元75年，匈奴又大舉進攻西域，東漢政府命班超從西域撤回，但西域人民都不願他離開。疏勒人聽說班超要回漢朝，舉國憂恐；於闐王侯大臣也極力挽留他，抱著班超坐騎前腿哭泣著不放他走，班超隻得又留下來，回到了疏勒。
從公元73年到公元102年的近30年中，班超始終留在遙遠的西域。盡管東漢政府派兵幾次打敗匈奴的進攻，但當時匈奴貴族的勢力仍很大，經常對西域各小國進行威脅煽動，使這些小國的態度變化無常，而班超的處境則既困難又危險。但班超有勇有謀，能言善辯，恩威並舉，他注意團結弱小，依靠主張與漢和好的於闐、疏勒等小國，打擊為匈奴貴族效力的龜茲等國的上層分子，使西域各國紛紛歸漢，加強了中原地區與西域各國的交往，通往西方的、中西文化、經濟交流的要道——絲綢之路，重新暢通。班超因功被任命為西域都護，封“定遠侯”。
班超在西域整整活動了近30個年頭。公元102年，71歲的班超上書漢帝，“但願生入玉門關”，請求回歸中原。當年8月，班超回到都城洛陽，拜為射聲校尉，9月病卒在洛陽。