公元75年十一月，刘炟采纳鲍昱的建议，派征西将军耿秉驻军酒泉，并派酒泉太守段彭营救戊己校尉耿恭。[] 建初元年（公元76年）春，段彭在交河城大破车师国，斩首3800级，牲畜3万7千头，北匈奴受惊而逃，车师重新归降东汉。
撤销西域都护
由于当时存在人力和物力上的困难，刘炟选择放弃了西域，于建初元年（公元76年）接回戊己校尉，不再派遣西域都护。建初二年（公元77年），又撤回了伊吾地区的驻兵，于是北匈奴便趁机进占伊吾。[]
容许班超驻留西域
建初二年（公元77年）时班超在疏勒国，也接到撤兵诏书，便收拾行装准备启程。听说班超要回国，疏勒国人民惊惶不安，担心班超走后遭受匈奴骚扰，疏勒都尉抽出长刀，满面流泪，对天长叹道：“汉朝使节弃我而去，我国必为匈奴所灭。与其翌日死亡，不如现今魂随汉使，送其尔归！”说罢，即引刀自刎。
班超虽然也难舍难分，但王命在身，只好拨转东行。不久到了于阗国，于阗人民拦道迎接班超，听说他要东归，都失声痛哭，就近的人们伏地抱着班超坐骑的马腿，不让他离开。班超无奈，只好留下来，同时上书刘炟，请求他留屯西域。刘炟同意了班超的请求。
增援班超
建初三年（公元78年），班超攻克姑墨石城，想进一步平定西域，便上书刘炟请求派兵增援。于是建初五年（公元80年），刘炟派徐干率弛刑和义从1千人增援班超。徐干到达后，与班超合力大破疏勒都尉番辰，斩首千余级。[]
在西域诸国中，乌孙最为强大，班超又请求刘炟遣使慰问乌孙国王。刘炟同意，派遣使臣前往乌孙。乌孙国王非常高兴，于建初八年（公元83年），派遣使者回访汉朝，表示友好。在西域，汉朝得到这样一个大国的支持，刘炟觉得非常称意。于是他提升班超为将兵长史，授予他代表东汉政府在西域行事的权力。[]
由于同汉朝中央政府保持密切的联系，特别是由于乌孙的内附，使班超在西域的威望大增。西域诸国都愿意接受班超的节制，这样就为以后的东汉政府再次打通同西域的密切交往铺平道路。
建初九年（公元84年），刘炟又派和恭为代理司马，率兵八百增援班超。
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