第二年(89年)，班超調發于闐等國士兵二萬多人，再攻莎車。龜茲王發遣左將軍發溫宿、姑墨、尉頭合兵五萬救援莎車。敵強我弱，班超決定運用調虎離山之計。他召集將校和于闐國王，商議軍情。他故意裝出膽怯的樣子說：“今兵少不敵，其計莫若各散去。於窴從是而東，長史亦於此西歸，可須夜鼓聲而發”(《後漢書·班超列傳》)。班超偷偷囑託人故意放鬆對龜茲俘虜的看管，讓他們逃回去報信。龜茲王聞之大喜，自己率萬騎在西邊截殺班超，派溫宿王率領八千人在東邊阻擊于闐。班超偵知他們已經出兵，迅速命令諸部齊發，雞鳴時分，直撲莎車大本營。營中無備，軍士奔逃，班超追斬五千餘級，大獲其馬畜財物。莎車國只好投降，龜茲王等也只好散去。班超由此威震西域。
當初，大月氏(今阿富汗境)國曾經幫助漢朝進攻車師有功。公元87年，國王派遣使者，來到班超駐地，向漢朝進貢珍寶、獅子等物，提出要娶漢朝公主為妻。班超拒絕了這要求，大月氏王由是怨恨。
永元二年(90年)夏，大月氏副王謝率兵七萬，東越蔥嶺(今帕米爾高原和崑崙山脈西段、喀剌崑崙山脈東南段)，攻打班超。班超兵少，大家都很恐慌。班超卻說：“月氏兵雖多，然數千里逾鰃領來，非有運輸，何足憂邪？但當收谷堅守，彼飢窮自降，不過數十日決矣”(《後漢書·班超列傳》)。大月氏副王謝進攻班超，無法攻克，搶掠糧草，又無所得，果然疲憊不堪。班超估計其糧草將盡，必派人到龜茲求救，預先命幾百士兵在東邊埋伏，謝果然派兵帶金銀珠寶去龜茲求援。班超伏兵大出，殺死了使者，並派人拿給謝看。謝大驚，進退無據，只好遣使向班超請罪，希望能放他們一條生路，班超放他們回國，大月氏由是大震，與漢朝和好如初。
第二年，龜茲、姑墨、溫宿等國皆降。朝廷任命班超為都護，徐幹為長史，拜白霸為龜茲王，派司馬姚光來送他。班超和姚光命龜茲廢掉原來的國王尤里多，扶立白霸。姚光把尤里多帶回了京師。
於是，班超駐紮在龜茲它干城。此時，西域諸國，只剩焉耆、危須(今新疆焉耆東北)、尉犁(今新疆庫爾勒東北)三國，因為曾殺害西域都護陳睦，心懷恐懼，尚未歸漢。其餘各國，均已平定。
和帝永元六年(94年)秋，班超調發龜茲、鄯善等八國的部隊七萬人，進攻焉耆、危須、尉犁。大軍行到尉犁地方，班超派使者通告三國國王：“都護來者，欲鎮撫三國。即欲改過向善，宜遣大人來迎，當賞賜王侯已下，事畢即還。今賜王彩五百匹”(《後漢書·班超列傳》)。
焉耆王廣便派左將北鞬支送來牛酒，迎接班超。班超指責他說：“汝雖匈奴侍子，而今秉國之權。都護自來，王不以時迎，皆汝罪也。” 班超手下的人勸他殺了北鞬支，班超不同意，他說：“非汝所及。此人權重於王，今未入其國而殺之，遂令自疑，設備守險，豈得到其城下哉”(《後漢書·班超列傳》)！於是班超送給北鞬支不少禮物，放他回國。焉耆王廣見北鞬支無事，就親率高官在尉犁迎接班超，奉獻禮物。不過，他並非真想讓班超進入他的國境。他一從班超那裡返回，立即下令拆掉了國境山口的圍橋。班超卻從別的道路進入其國，在距王城二十里的地方駐紮部隊。焉耆王見班超突然到來，出於意外，大驚，想逃入山中頑抗。焉耆國左侯元孟，過去曾入質京師，悄悄派使者向班超報信。班超為了穩定焉耆國貴族，斬殺了元孟的使者。班超定下時間宴請三國國王及大臣，聲言屆時將厚加賞賜。焉耆王廣、尉犁王泛及北鞬支等三十多人信以為真，一起到會。焉耆國相腹久等十七人害怕被殺，逃跑了，危須王也沒有來。
宴會開始，大家坐定，班超突然變了臉色，責問焉耆王等“危須王為何不到?腹久等為何逃亡”(《後漢書·班超列傳》)?喝令武士把廣、泛等一舉捉獲，並在當年陳睦所駐的故城，把他們全部斬殺，傳首京師。又縱兵搶掠，斬首五千餘級，獲一萬五千人，馬畜牛羊三十餘萬頭。接著班超另立元孟為焉耆國王，為穩定局勢，班超在那裡停留了半年。