此时的西汉朝廷，对西域各国发生的变故并不完全了解。护送郅支单于儿子西去的卫司马谷吉已被郅支单于杀害，朝廷还以为谷吉活在人间，后派使者去西域打探，才知道谷吉早已被杀。朝廷不想让谷吉就这样死了，要求郅支单于归还谷吉的尸骸，郅支单于不但不给，反将汉朝使臣一一拘押，百般凌辱，甚至写信嘲讽汉元帝。郅至单于骄横无礼、目中无人的行为，终于激怒了汉朝廷。
汉元帝建昭三年（公元前36年），朝廷任命甘延寿为西域都护骑都尉，陈汤为西域副校尉，出使西域。
陈汤出身贫寒，酷爱读书，学识渊博，智慧过人，与甘延寿一正一副，一武一文，算是一对绝配。到了西域之后，两人多次分析西域形势，认为郅支单于虽然强大剽悍，但没有坚固的城池，又树敌过多，如果汉军对他发动攻击，一定能够获胜。两人认为，西域的混乱局势对汉军非常有利。只要把握好机遇，消灭郅支单于，就能建功立业。
陈汤建议，采取先发制人的战术，对郅支单于发动袭击。他认为，只要把西域各地屯田戍边的汉军将士集中起来，再加上乌孙国的军队，一起攻打郅支单于就可取胜。甘延寿觉得陈汤的计策不错，但是提出要先奏明朝廷同意，才能依计而行。陈汤则认为，朝廷大臣空谈成风，常常议而不决。如果按常规办事，把作战计划上报朝廷，就会坐失战机，不如一边作战，一边上报朝廷。甘延寿准备上书朝廷，忽然得了急病，只好把写奏章的事暂时搁置起来。
就在甘延寿治病期间，陈汤自作主张，假传诏令，把西域屯田戍边的汉军调集起来，同时下令征调了西域15国的兵马，总计4万多人。甘延寿见各路兵马已经集中，如果贻误战机，损失更大。他和陈汤上疏，向朝廷汇报西域军情，自我弹劾矫诏之罪，同时，指挥军队向郅支单于城开拔。
各路人马被编为六校，分南北两路，向郅支单于城进发。南路翻越葱岭（今帕米尔高原），经大宛国向西进军。北路由甘延寿亲自统领，从温宿国（今新疆温宿县、乌什县境内）出发，经乌孙国到达阗池（今吉尔吉斯共和国伊塞克湖）以西。
大军进入康居国后，甘延寿和陈汤严格约束将士，不许抢掠百姓，得到了康居国人的支持，并与康居国贵人屠墨歃血为盟。进军路途中，汉军遇上屠墨的儿子，请他做向导向郅支单于城进发，最后在离城30里的地方安营扎寨，准备战斗。
郅支单于得到汉军攻打的情报，首先想到的是逃跑。他听说康居国人给汉军当了内应，又听说西域15国派出了军队同汉军一起来攻打他。这时他才想起自己平时树敌太多，已经到了众叛亲离的地步。茫茫草原，到处是敌人，即使逃离郅支单于城，他去哪里藏身呢？
郅支单于转念一想，汉军是远征军，跑了几千里的路，一定不能久战。他们攻城，如果久攻不下就会撤退，他决定死守。由于兵力短缺，他把自己所有的阏氏、夫人（即妻妾）、宫女都赶上了城墙，参加防守。
汉军攻城前，郅支单于派出百余游骑偷袭汉军营地。汉军早有防备，见匈奴骑兵来袭，立即开弓射箭。刹那间，箭如雨下，射得匈奴骑兵人仰马翻，剩下的人马立即后撤。汉军一看匈奴撤退，立即派出骑兵追击，一直追到城下，将郅支单于城团团围住。
汉军在城墙四面架起云梯，一齐攻城，最后攻破城墙，杀入城内。军侯杜勋身手敏捷，抢先一步，割下郅支单于的首级。
这场战斗，历时一天一夜，汉军杀死单于、阏氏、夫人、太子、王及属下1500余人，生擒大小头目100多人，俘虏匈奴兵卒1000多人，还搜到汉臣使节2人和谷吉所带的诏书，至于缴获的金银财宝则不计其数。郅支单于这支匈奴终于被汉军歼灭了，威胁中原与西域交往的凶恶势力铲除了，丝绸之路重新打通了，西域各国以及来往商队无不欢欣鼓舞。
歼灭郅支单于的捷报传到长安，汉元帝召集群臣，就甘延寿和陈汤矫诏发兵，歼灭郅支单于一事展开讨论。朝堂上，丞相和御史大夫对此十分恼火。中书令石显过去喜欢甘延寿，想把自己的姐姐嫁给他，可是甘延寿坚决不娶，伤了石显的面子。对此，他一直怀恨在心。借甘延寿矫诏发兵的事，他在朝堂上大做文章，说什么甘延寿歼灭郅支是有功，但矫诏兴兵犯了大罪。他功不抵罪，不仅不能加封晋爵，还应该治罪。丞相匡则认为，甘延寿和陈汤矫诏兴师，犯了大错，如给他们加封晋爵，以后出使的大臣就会争相效仿，凭空惹出许多事端，甚至为国家招来灾难，此种歪风邪气断不可开。汉元帝本想给甘延寿和陈汤加封晋爵，一听这些话，没了主意。恰在这时，作为监察官的司隶校尉，又查出了陈汤私藏战利品的事。这对甘延寿和陈汤来说，又是雪上加霜。
这时，掌管皇帝亲族和外戚事务的刘向站了出来。他首先针锋相对地陈述了郅支的罪行，然后列举了大量有功有过受到封赏的历史事例，说明皇帝应该对甘延寿和陈汤进行封赏。
刘向是楚元王刘交的四世孙，也是当时著名的学者和大臣，说话极有影响力。他的一番言论说得反对封赏甘延寿和陈汤的人理屈词穷。元帝终于下诏，肯定了甘延寿和陈汤的功绩，赦免了他们矫诏发兵的罪过，准备封两将军为千户侯。这时，匡和石显又跳了出来，他们说，甘延寿和陈汤歼灭的郅支，不是真正的匈奴单于，不能按照斩杀单于来计算功劳。元帝听了，只好改变主意，封甘延寿为义成侯，食邑三百户，官拜长水校尉；封陈汤为关内侯，食邑三百户，官拜射声校尉，加赐黄金百斤。
后来，甘延寿由长水校尉转拜为城门校尉、护军都尉，病逝于任所。
英雄归来泪满襟：度辽将军张奂
东汉晚期，内有宦官专权，外有强敌入侵，社会乱象丛生，百姓生活苦不堪言。盼望好官清官，保护一方平安，是百姓的普遍愿望。这时，陇原出了一位万民爱戴的大将军，他就是张奂。
张奂，字然明，生于公元104年，卒于公元181年，敦煌渊泉（今甘肃瓜州县）人。他家世居渊泉，是当地望族，父亲张惇，曾任汉阳郡太守。少年张奂，才智过人，勤奋好学，曾拜太尉朱宠为师，钻研《欧阳尚书》。后来在大将军梁冀幕府任职，任博士（管理图书、传授经学的官员），研究牟长的名著《尚书章句》（又名《牟氏章句》），嫌其废话太多，把原书45万字删减为9万字，献给汉桓帝刘志，一时名震京城，调任东关。当时的东关，是国家图书馆和修史馆所在地，也是京城的学术中心。张奂在这里具体从事什么工作已不可考。不久，他得了一场大病，辞去了东关的职务。后来，在朝廷“举贤良”的选拔中，他以对策获第一名的成绩被任命为议郎。议郎一职，名为“顾问应对”，实际上没有固定的职责，是朝廷选贤良中选出的优秀人才的一个过渡性职务。
桓帝永寿元年（公元155年），张奂的才能受到朝廷重视，由议郎调任安定属国都尉（相当于郡太守）。当时的安定属国，类似于今天的民族自治地方，是朝廷为了安顿归依的少数民族专门划出的区域。属国都尉的驻地设于安定郡三水县（今宁夏回族自治区同心县东）。
张奂就任安定属国都尉不久，南匈奴首领左跔鞬台耆与且渠伯德纠集7000余人起兵叛乱，分布在安定、上郡、北地一带的东羌，也出兵响应，进攻张奂的驻地。当时，军营中仅有200多名士卒。张奂得到叛军进攻的消息，立即上马，要带领仅有的200多士卒出击。营中一些军官认为，200多人要攻打数千人，寡不敌众，绝无取胜的可能。大家一齐跪在地上，力劝张奂不要以卵击石。张奂不听，坚持出兵。途中，他一面调集将士，一面派出将领前去东羌营地，晓以利害，宣传朝廷的和善政策。不久，汉军切断了南匈奴与东羌的交通，使东羌与南匈奴失去了联系。这样一来，东羌的反叛首领慌了。最后，他们听从了张奂的劝告，相继投降汉军，并会同汉军攻打南匈奴叛军，取得了一个个胜利。
平叛胜利以后，羌人首领非常感激张奂，认为要不是张奂对他们晓以利害，及时招降，他们可能一错再错，给部族带来灭顶之灾。为了感谢张奂，他们献给张奂骏马20匹、金器8件。张奂看到礼品，即设宴席，请来羌人首领，谈到大家送的礼品时，他举起酒杯，将酒倒在地上，慷慨激昂地说：“使马如羊，不以入厩；使金如粟，不以入怀。”意思是说，在我的眼里，马和羊一样普通，我不能把它关进自己的马厩，当成私人财产；黄金跟小米一样廉价，我不能把它装进自己的荷包。说完，把马匹和金器退还给了羌人首领。
张奂之前的几位都尉都贪财如命，常巧取豪夺，向羌人索要财物，羌人对汉人都尉非常反感。张奂如此正直廉洁，大家备受感动，心悦诚服。在张奂的治理下，安定郡社会稳定，各族百姓安居乐业。
桓帝延熹元年（公元158年），朝廷调张奂担任使匈奴中郎将，进驻南匈奴的单于庭美稷城（今内蒙古准格尔旗纳林镇北），代表朝廷管理匈奴事务。当时的美稷城，既是单于庭，也是朝廷专门用来安置归附匈奴的一个基地，对整个民族地区的稳定具有重要作用。这年十二月，南匈奴各部在休屠王的率领下起兵叛乱，火烧了度辽将军驻地的军门。张奂率领的汉军，见到附近军营被烧，十分恐慌，急忙去找张奂，发现张奂稳坐帐中，神色平静，正在给弟子们讲解儒家经典。军士们见他们的将领如此镇定，也不再慌乱。
张奂是东汉有名的战略家，对不同的敌人，总是采取不同的战略战术。对于这次叛乱的匈奴各部，张奂采用不同的战术分化瓦解，各个击破。首先，他诱降了参与叛乱的东胡乌桓部族，斩断了休屠王的左膀右臂，然后采用突袭的办法，击败了南匈奴叛军各部，确保了东汉王朝北部边陲的安宁。
东汉桓帝刘志在大将军梁冀的扶持下少年登基。朝廷大事，均由梁冀集团把持。延熹二年（公元159年）八月，桓帝在宦官单超等人的协助下，捕杀了大将军梁冀，并将梁家满门抄斩，受梁冀牵连的公卿、列校、刺史、二千石等官员数十人被杀，还有梁冀的故旧300余人被免官禁锢。张奂曾在梁冀府中做过官，也算梁冀的故旧，因此受到牵连被免官禁锢。
为了营救张奂，一身正气的名将皇甫规先后7次上书朝廷，请求朝廷启用张奂。4年以后，朝廷才解除了对张奂的禁锢，任命他为武威郡太守。武威任职期间，张奂推行平徭均赋的政策，减轻百姓徭役税赋，深受百姓爱戴。当地百姓为他修了祠堂，以示纪念。
张奂在武威任太守期间政绩突出，受到朝廷重视。延熹六年（公元163年），他被任命为度辽将军，进驻曼柏（今内蒙古东胜东北），代表朝廷管理鲜卑和乌桓等东胡事务。在张奂的治理下，幽州和并州地区社会稳定，各民族相安无事。他在社会管理方面的卓越才华再次引起朝廷的注意。延熹九年（公元166年），朝廷提拔他担任大司农。两汉时期，大司农地位显赫，为九卿之一，主管国家的农业、手工业、盐业、冶金业等，实际上是国家管理经济的最高长官之一，在一定程度上掌管着国家的经济命脉。
多年来，张奂率军镇守北方边境，北方诸民族各部落慑于张奂的威名，不敢骚扰边境。听到张奂调往朝廷的消息，不安分的鲜卑人首先蠢蠢欲动。他们勾结南匈奴、乌桓人等开始骚扰汉朝边境，掠杀汉朝边民。起初，这种掠杀活动规模较小，后来发展到三四千骑一拨、五六千骑一拨地攻打边塞，杀害百姓，抢掠财物。秋天，边塞粮食收获，他们的攻打更加频繁，西到酒泉、张掖、凉州，东到幽州、并州，北部边境9郡都有外族叛乱，鲜卑、乌桓、东羌、先零羌，无一例外，都加入了叛乱行列。北方边境狼烟四起，边民处处遭殃。朝廷天天都会接到边境的战事急报，一时慌了手脚。为了平息叛乱，朝廷又委任张奂为使匈奴中郎将，镇守北部边境。
南匈奴和乌桓人听说张奂又任使匈奴中郎将，并率大军来到边境，便害怕起来，叛乱首领率领部族20余万人，很快投降了张奂。鲜卑首领自知不是张奂的对手，率领部族迅速退出边塞。对于投降的南匈奴部族，张奂采取了区别对待的政策，首恶分子一律严惩，胁从者从轻发落，对一般部族百姓则进行安抚，妥善安置。张奂推行的民族和解政策，受到塞外各部族的热烈欢迎，也为朝廷赢得了良好的口碑。
桓帝延熹十年（公元167年，同年六月改为永康元年）春天，西北羌人再次叛乱。先是东羌和先零羌攻打关中，他们围祋栩（今陕西省耀县），掠云阳（今陕西省淳化西北部），来势汹汹，关中一带四处告急。夏天，羌人一度攻陷汉军两营，杀汉军千余人。冬天，东羌进攻位于长安西北部的三辅（即右扶风、左冯翊、京兆尹）。面对西北羌人的叛乱，张奂派出司马尹端和董卓率军反击。二将对叛乱羌人围追堵截，内地百姓也起而反羌。很快，汉军杀了羌人叛乱首领，并俘获羌兵上万人。张奂又一次平息了羌人叛乱，长安的门户三辅地区才获得了宝贵的和平与安宁。
张奂率军平叛，功成名就，于灵帝建宁元年（公元168年）凯旋回朝。按张奂的功劳和朝廷的惯例，应该给他封侯。可是，当时宦官把持朝政，张奂又憎恶宦官，不愿与宦官同流合污。所以，张奂未能封侯，仅仅得到朝廷赏钱20万。
张奂一回到洛阳，就犯了一生中最大的错误。公元167年，汉桓帝刘志驾崩，公元186年正月，年仅12岁的灵帝刘宏即位。刘宏年幼，无力处理朝政，窦太后临朝听政。窦太后之父窦武，因拥立灵帝有功，被封为大将军，与太傅陈蕃一起辅政。当时，朝中宦官势力非常强大。窦武与陈蕃多次密议，企图驱除宦官势力，窦太后却犹豫不决，延误了时机。这年九月，窦武与陈蕃的计划泄漏，宦官曹节等人发动政变，抓捕窦武等人。窦武组织北军起兵平叛。恰在这时，张奂率军回到京师洛阳。宦官曹节等人假传圣旨，要张奂率军围攻窦武。张奂不明真相，听从宦官指挥，率军攻击窦武，最后迫使窦武自杀，太傅陈蕃被杀，窦太后也被宦官劫持，幽禁于南宫。
宦官认为张奂围剿窦武有功，任他为少府，重拜大司农，并要论功封侯。已经明白事情真相的张奂对自己的行为悔恨万分，拒绝封侯，又再上书，为窦武和陈蕃申冤，要求灵帝为他们及家人平反昭雪。张奂的行动再一次激怒了宦官曹节等人。在朝廷，张奂处处受到宦官刁难，降了官职，还受到朝廷罚俸赎罪的处分。张奂忍无可忍，伤心至极，只好辞官回家。
张奂解甲归田，从此闭门不出，天天与弟子钻研儒家经典，著书立说，写有《尚书记难》一书，计30余万言。
东汉末年，天下大乱。一代奸雄董卓趁机而起，称雄天下。他听说张奂赋闲在家，十分惋惜。他派哥哥携带重礼，请张奂出山。张奂厌恶董卓的为人，拒绝出山。
汉灵帝光和四年（公元181年），张奂病逝于家中，享年77岁。张奂功勋卓著，品德高尚。他死后，一些地方为他修了祠堂，世世代代纪念他。
张奂之子，也都是历史名人。长子张芝，善于草书，人称“草圣”，次字张昶，也善草书，与张芝齐名，受人敬仰。
