东汉王朝时期，对北匈奴共有两次大规模战役，对南匈奴也有三次规模较大的战役。
东汉征北匈奴的第一次战役发生于汉明帝永平十六年（公元73年）二月，止于同年四月。汉王朝出动四路大军，共约4.5万骑兵，进击北匈奴，三路无所获，只有奉车都尉窦固所率之军，获得胜利。
东汉征北匈奴的第二次战役发生于汉和帝永元元年（公元89年）六月，止于汉和帝永元三年（公元91年）二月。汉军统帅窦宪统率汉与南匈奴联军，经三个阶段作战，终于彻底打败了北匈奴。
东汉征南匈奴的满夷谷战役发生于汉和帝永元六年（公元94年）冬，十一月，止于永元七年（公元95年）正月。汉王朝以邓鸿为行车骑将军，统率汉、乌桓、鲜卑共4万人，与南匈奴叛军逢侯军交战于大城塞、满夷谷地区，逢侯军被歼1.7万多人。
东汉征南匈奴单于檀虎泽战役发生于汉安帝永初三年（公元109年）九月，止于汉安帝永初四年）公元110年）三月。汉王朝以大司农何熙行车骑将军，统率缘边十郡兵马及鲜卑骑兵共约3万人，进击叛汉的南匈奴单于檀，南匈奴军战败，单于檀于虎泽降于汉朝。
东汉征南匈奴叛军的马邑战役这次战役的作战分两个阶段：第一阶段作战，在汉顺帝永和五年（公元140年）夏，汉度辽将军马续，统率缘边郡兵及乌桓、鲜卑、羌胡等军共3万多人，进击南匈奴左部句龙王吾斯、车纽军，当年冬天，匈奴军战败，车纽率其部众降于汉。第二阶段作战发生于汉顺帝永和六年（公元141年）夏，汉军干通天山地区将吾斯击败，羌胡、乌桓等70力人降于汉朝。
§§§第一节 东汉征北匈奴的第一次战役
一、东汉征北匈奴第一决战役前的汉匈基本形势
汉光武帝刘秀于建武十二年（公元36年）冬，平定了蜀地的割势力公孙述。建武十六年（公元40年），称帝于五原地区的卢芳残余势力彻底灭亡，中国除匈奴和西域地区之外，已全部为刘秀统一于东汉政权之下。
刘秀在建立东汉政权之初，由于四面受割据势力所包围，因而，首先扫平各方的割据势力便成了他最重要的战略任务，对于一些兄弟民族统治者的进袭则无力顾及。到建武九年（公元33年），才首次派大司马吴汉率军迎击匈奴舆单于和卢芳的入袭。作战一年，未获任何战果，匈奴舆单于更加骄横，日益频繁地袭略汉北部边疆地区。刘秀为了避其锋芒，将幽州、并州一带沿边郡县吏民内迁至常关（今河北涞源北）、居庸关<；今河北昌平西北）以东地区，并撤除了一些郡县。匈奴奴隶主得寸进尺，将东汉王朝的暂时退守，视为软弱可欺，遂命其左部部落进占塞内一些地区。建武二十年（公元44年），匈奴军进袭上党（今山西长子西南），扶风（今陕西兴平境）、天水（今甘肃天水）。建武二十一年（公元45年），匈奴军再次进袭上登（今河北怀来）、中山（今河北定县）。东汉王朝在此时期，无力回击匈奴的入袭，只能少量增加边疆郡县的兵力，修筑亭侯，完善烽火报警设施，进行消极单纯防御，北部边疆的战略形势，显得极为被动。
西汉时的呼韩邪单于死去后，于新莽天凤五年（公元18年），传至第六位单于舆，称呼都而尸道皋若千单于。他雄心勃勃，自比英武一世的冒顿单于，乘新莽末年的战乱时机，逐渐脱离了汉王朝。东汉初年，渔阳太守彭宠叛变时，舆单干与彭宠连兵。后来，又支持割据势力卢芳称帝，多次向汉边境郡县进袭，给汉造成巨大的威胁，战略上摆出一付咄咄逼人的进攻态势。舆单于当政30年，于建武二十二年（公元46年）死去后，匈奴统治集团内部出现了互争单于位的斗争，匈奴奴隶主也就无心南犯，暂时停止了对汉边境的袭掠。
二、南匈奴单于的崛起和附汉
建武二十四年（公元48年）春，匈奴日逐王比被其所部八大人立为呼韩邪单于后，由于兵强马壮，北匈奴蒲奴单于不敢进击比单子，比单于为壮大自己的势力，遂决心臣服于汉。
建武二十五年（公元49）春，南单于派其弟左贤王莫率领万余骑兵进攻北单于弟奠鞑左贤王，将左贤王生擒，进而击破北单于之军，俘获1万多人，马7000匹，牛羊1万多头。北单于震恐，退却1000多里。不久，北匈奴之薁鞬骨都侯与右骨都侯率部众3万多人归降南单干。南单于接着再次派使者入汉，奉藩称臣，献国珍宝，求汉派使者监护。建武二十六年（公元50年），刘秀命中郎将段郴、副校尉王郁出使南匈奴。当年冬天，南单于入居西河，命韩氏骨都侯屯北地，右贤王屯朔方，当于骨都侯屯五原，呼衍骨都侯屯云中，郎氏骨都侯屯定襄，左南将军屯雁门，栗籍骨都侯屯代郡，汉遂又全部恢复了缘边八郡。南匈奴由于有了东汉王朝的护卫，力量不断增强，其统治集团内部也比较稳固。汉明帝永平五年（公元62年）冬，北匈奴出动6000~7000骑兵，进攻五原，随后又进袭云中，均为南匈奴击退。
三、东汉征北匈奴第一决战役前北匈奴的节节进逼
汉光武刘秀在位33年，于建武中元二年（公元57年）病故，汉明帝刘庄继立。刘秀在位期间，匈奴虽有时也派出使者向汉请和，但大部时间却是不断进袭汉北部边疆。刘秀死后，这种局面一直持续发展。汉明帝永平七年（公元74年），也即胡邪尸逐侯鞑单于长即位的第二年，北匈奴依仗其日益增强的实力，数度袭掠汉边境地区，同时南匈奴部分贵族也有叛离汉王朝的迹象，东汉王朝甚感忧虑。不久，北匈奴欲与汉互通关市，派遣使者要求与汉和亲，汉明帝为避北匈奴的锋芒，只好答应了北匈奴的要求。东汉王朝为了防止南匈奴与北匈奴合势，开始设置度辽营，以中郎将吴棠为度辽将军，副校尉来苗、左校尉阎章、右校尉张国率黎阳虎矛营屯驻于五原曼柏（今内蒙古五原），骑都尉秦彭率兵屯驻于美稷（今内蒙古准格尔旗北）。当年秋天，北匈奴果然派遣2000骑兵至朔方，制作马皮船，准备南渡黄河，以接应南匈奴之部落。后来，因汉军已有戒备，北匈奴不得不引军而还。但不久北匈奴又数次派兵侵掠汉边境郡县，杀掠甚众，边境城邑四门紧闭，人心惶惶不安，朝中为之震动。
东汉王朝，为了缓和与匈奴的紧张局势，不得不再次派遣越骑司马郑众出使北匈奴。但这一出使北匈奴的行动，并未起到安抚北匈奴的作用，在一定程度上更加助长其侵掠气焰，继续向汉边境进犯。至汉明帝永平十五年（公元72年），谒者仆射耿秉鉴于北匈奴日益加剧的侵袭行动，奏清汉明帝出兵征讨北匈奴。汉统治集团也深感大势所逼，不得不战。
此时，东汉王朝，经过光武中兴，再经汉明帝的16年经营，社会经济得到较好的恢复，百姓殷富，府库充实，有了相当雄厚的战争潜力。因而，东汉王朝决心遏制北匈奴的南犯，打通西城诸国，恢复汉武帝时期的强盛局面。
四、东汉北匈奴两军作战序列
将领谒者仆射祭彤
度辽将军吴棠
奉车都尉窦固
骑都尉耿忠
驸马都尉耿秉
骑都尉秦彭
骑都尉来苗
护乌桓校尉文穆
南匈奴左贤王信
总兵力骑兵4.4万人
北匈奴军
将领南呼衍王
匈林王
五、汉北匈奴双方作战策划
东汉王朝此次作战目的明确，作战策划颇为详尽。汉王朝按决定先向天山一带进击，首先夺取伊吾（今新疆哈密以西地区），接着“破车师，通使乌孙诸国以断其右臂；伊吾亦有匈奴南呼衍一部，破此，复为折其左角，然后匈奴可击也。”同时判定，汉如若出兵天山，匈奴必并其大军前往相助，为分散其兵力，决计以部分骑兵向北匈奴东部地区进击，以阻止其在天山一带集中主力的行动。于是，东汉王朝于汉明帝永乎十五年十二月。以耿秉为驸马都尉，窦固为奉车都尉，以骑都尉秦彭为耿秉之副，耿忠为窦固之副，率兵出屯凉州（今甘肃武威地区），准备向北匈奴进击。
匈奴统治集团对汉军大举进攻，似仍采取退让逃避的对策。
六、东汉征北匈奴第一次战役作战经过
汉明帝十六年（公元73年）春二月，汉军完成作战准备后，即开始向北匈奴进军。谒者仆射祭彤与度辽将军吴棠、南匈奴左贤王信率河东、西河羌、胡及南匈奴1.1万骑兵出高阙塞（今内蒙古杭锦后旗境），向涿邪山（今阿尔泰山东部）进袭北匈奴皋林温禺犊王部。奉车都尉窦固与其副将耿忠统率酒泉、敦煌、张掖甲卒及庐水羌，胡1.2万骑兵出酒泉塞（今甘肃酒泉地区），向白山（今新疆天山北麓）进袭。驸马都尉耿秉与其副将骑都尉秦彭，率武威、陇西，天水募士及羌、胡1万骑兵出居廷塞，向三木楼山（似为涿邪山西部）方向进攻。骑都尉来苗与护乌桓校尉文穆，率太原，雁门、代郡、上谷、渔阳、右北平、定襄等郡兵及乌桓、鲜卑1.1万骑兵出乎城塞（今山西大同地区），向匈奴水（今蒙古翕金河）方向进击。
东汉四路大军进入匈奴境内后，进展均较顺利，但战果却廖廖无几，只有窦固一路战绩较大。窦固、耿忠军进至天山地区，击败匈奴呼衍王，斩首千余人，追至蒲类海（今新疆巴里坤湖），占领了伊吾卢城（今新疆哈密地区伊吾），设置宜乐都尉，留驻吏卒屯田伊吾卢城地区，实现了断匈奴右臂的作战目的。耿秉，秦彭军击败了匈林王部，深入大沙漠600多里，至三木楼山，再未遇敌人抵抗，率军而归。骑都尉来苗与护乌桓校尉文穆军，进抵匈河水附近，由于匈奴部众早已撤走，而未获任何战果。祭彤与南匈奴左贤王信之军他未获战果，当其出高阙塞900里，遇见一小山时，左贤王信妄称此小山即涿邪山，故祭彤到达此山后，即引军而还。至此，东汉明帝征北匈奴之第一次作战，遂告结束。
§§§第二节 东汉征北匈奴的第二次战役
一、东汉第二次征北匈奴战役前汉匈战和形势的变化
东汉明帝永平十六年（公元73年）春，奉车都尉窦固，谒者仆射祭彤、驸马都尉耿秉、骑都尉来苗等四路大军进击北匈奴后，当年北匈奴派兵入袭云中，兵至渔阳，太守廉范击退敌军。汉明帝随即遣使者高弘发三郡之兵追击匈奴军，未获战果而归。
东汉夺占伊吾卢地区之后不久，便派假司马班超出使西域，略定西域诸国，以驱除匈奴在西域的势力。
汉明帝永平十七年（公元74年）十一月，东汉王朝命奉车都尉窦固率驸马都尉耿秉、骑都尉刘张共1.4万骑，出敦煌昆仑塞，向西域地区的匈奴势力进攻。首先击败了白山一带的匈奴部族于蒲类海上，接着便向车师诸国进击。窦固当时因车师后王国路途较远，山高谷深，便想先攻取车师王国，但耿秉却认为攻取了车师后王国，前王则不战自降。于是，汉军按照耿秉的主张，攻取了车师后王国，车师前王闻讯而降。东汉王朝按照西汉时期的政策，设置了西域都护和戊己校尉，以陈睦为都护，司马耿恭为戊校尉，谒者关宠为己校尉。
汉明帝永平十八年（公元75年）春，二月，窦固率军回京后，北匈奴便命左鹿蠡王率领骑兵2万进攻车师，车师后王安得被匈奴军斩杀，后来在耿恭的奋力抵抗之下，匈奴兵被迫撤走。七月，匈奴军又来攻打耿恭军，仍未奏效，撤军而退。当年八月，汉明帝病故，由太子刘俎即位，称汉章帝。此时，匈奴又乘机向西域都护进攻。十一月，北匈奴围攻已校尉关宠，车师诸国又叛离汉朝，归降匈奴，并与匈奴共同进围戊校尉耿恭。耿恭率吏卒苦战数月，兵疲食尽，只好煮铠甲和弩弓上的皮革为食，已处于极度困苦之中。但耿恭与士卒精诚团结，抱定决战到底的决心，城中已只剩数十人，仍顽强坚持作战。单于料耿恭已处绝境，必然降服，便派人劝耿恭投降，许诺赐以白屋王。耿恭怒杀匈奴来使，单于更加震怒，加紧围攻汉军，仍不能取胜。
关宠上书天子求救，汉章帝命公卿议定对策，大司空第五伦认为不应发兵救援。司徒鲍昱怒斥了第五伦的观点，认为耿恭等忠勇抗击匈奴的众兵，已处危难之地，如若不救，外长蛮夷的威风，内伤忠勇将士之志，以后边疆再有战事，将无人拼死而战。章帝遂命耿秉为征西将军屯兵酒泉，行太守事。命酒泉太守段彭与谒者王蒙，皇甫援发张掖、酒泉，敦煌三郡及鄯善兵共7000人前往救援耿恭等军。段彭军击破车师，斩首3800人，俘敌3000余，北匈奴之军惊退。车师又降于汉。接着派兵2000解救被围困之耿恭军，乘夜入城。耿恭军仅剩24人，在返回汉边境的途中，由于匈奴军紧紧追赶，汉军且战且走，耿恭的士卒体力极度虚弱，又死去13人。这在一定程度上反映了在此时期之内，东汉与匈奴战争的残酷景况。