窦固将班超在鄯善的事迹上报朝廷，得到汉明帝的赞赏，升任他为军司马（仅次于大将军的官衔），并再次派他出使西域。班超仍率36名壮士，向于阗（今新疆和田）进发。于阗是丝绸之路南道上的大国，这时，已臣属于匈奴，因而对汉使态度冷淡。这个国家迷信之风很盛，凡事均要求问神巫。于阗王广德听信神巫之言，说汉朝使者有一匹浅黑色的马，必须斩杀用来祭神，才能避免灾祸。于是于阗王派人向班超索马。班超将计就计，答应须得神巫亲自牵马。等神巫前来时，班超手起剑落，斩杀神巫，并对于阗王晓以利害。广德因而杀死匈奴监护使，归服了汉朝。西域南道上的许多小国，也纷纷与汉朝通好，丝绸之路南道的形势大为改观。
永平十七年（公元74年），班超继续向西挺进，来到疏勒（今新疆喀什）。他在周密地分析了疏勒的局势之后，采取果断措施，生擒并废掉统治疏勒的龟兹贵族兜题，另立疏勒前王兄子忠为王，从而稳定了政局。由于班超节节胜利，丝绸之路的南道基本打通，北道的东西两端也为汉朝所控制。根据这种形势，汉朝重新设置了西域都护和戊己校尉，为丝绸之路的复通创造了条件。
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