延光二年（123年）夏，班勇率領一支500人的隊伍，進入了像火烤一樣的柳中大地（今新疆鄯善縣魯克沁鎮有柳中城故址），安營紮寨，開荒造田，而他更重要的任務是，籌劃如何聯合西域城國的力量，共同打擊仍囂張於天山南北的匈奴騎兵。
班勇在西域最主要的敵手是北匈奴，而為西域門戶之要地的車師之地處於他們的控製之中。因而，班勇能否臣服匈奴控製之下的車師前後部及車師六國，成為其在西域能否繼續開展活動的關鍵所在。此時，班勇又把矛頭對準了北匈奴的呼衍王。北匈奴被逐出西域後，時時不忘卷土重來，隻是害怕漢朝的勢力，才沒敢動兵。漢朝撤回駐西域的官兵後，北匈奴就占據了伊吾廬，重新役使西域諸國，並進而襲擊河西。漢安帝元初六年（公元119年），敦煌太守曹宗經朝廷許可後，派長史索班率千餘人出屯伊吾廬，鄯善王及車師前王受撫來降。但第二年匈奴即率車師後王攻殺索班，並將北道諸國重新占領。班勇發誓要報仇雪恥。
班勇進駐西域之後，其活動從一開始便與戰爭相連，這是因為當時班勇麵對的最棘手的問題便是北匈奴勢力的侵擾與某些西域城國的叛亂活動。因而，班勇的首要任務便是恢複東漢政府對西域諸國的管轄，解除匈奴勢力對東漢王朝的威脅。
其實際進行的步驟是：
一、漢安帝延光二年（公元123年），朝臣張擋出任敦煌太守。他到了邊塞才明白自己原來主張“閉玉門，絕西域”是錯誤的，轉而支持曹宗及班勇的“屯田西域，擊破匈奴”的方針。
延光三年（124年）春，班勇至樓蘭，首先說服一貫和漢朝關係比較親近的鄯善歸附。鄯善降漢後，班勇還親到樓蘭去撫慰。繼而“開以恩信”爭取國力較強的龜茲共同對敵。龜茲王白英打消疑慮，與姑墨、溫宿三國也相繼來降，率姑墨、溫宿發兵萬餘人，隨班勇到車師前王庭，擊退匈奴伊蠡王，收得車師前部五千餘人，使整個吐魯番盆地納於漢軍的控製之下，有效地鞏固了柳中的屯田基地。班勇就以土地肥沃、地當要衝的柳中為根據地招撫西域各國。
二、自公元124年（延光三年），班勇與北匈奴在車師交鋒之後，出於軍事考慮，戰後，回柳中繼續屯田。經過一段時間的休養生息之後，軍隊得到了休整，糧食供應得到了保障。延光四年（125年）七月，班勇發敦煌、張掖、酒泉六千騎及鄯善、疏勒、車師前部兵，大破與匈奴沆瀣一氣的車師後部。這次戰鬥取得了輝煌的勝利。班勇所率之軍“首虜八千餘人，馬畜五萬餘頭。”然後將生俘的後王使者及匈奴使者在索班遇難處斬首，為戰死的漢將報了血海深仇。
順帝永建元年（公元126年），班勇立車師後王子加特奴為王，又派將除掉東且彌王，另立新王，一舉平定車師六國，並派駐漢軍，屯田固守。這樣，車師前後部及車師六國的歸降，無疑是對北匈奴奴隸主貴族的一次沉重打擊，使其喪失了一處富饒的物資供應之地。
三、永建元年（126年），班勇發諸國兵，集中全力擊潰長期盤踞在東部天山一帶的匈奴呼衍王。呼延王隻身逃走，其部眾二萬餘人投降。班勇為杜絕車師再投靠匈奴，特用“借刀殺人”的辦法，命加特奴親手將被俘的呼延王堂兄處斬，從此匈奴與車師果然結仇。匈奴單於聽說這次慘敗的消息後，竟率萬餘騎兵來攻班勇。班勇派假司馬曹俊馳擊，單於望風逃竄，呼延王遂放棄伊吾廬，徙居於枯梧河。至此“車師無複虜跡，城郭皆安”。西域諸國再無匈奴侵擾之憂。從此西域沒有了匈奴勢力，河西也平安無事。
四、永建二年（127年），西域諸國均已歸服於漢，唯焉耆王元孟，恃其國境險隘，仍對抗不服。永建二年（公元127年），班勇請求攻打焉耆，皇帝命敦煌太守張朗率河西四郡三千人馬配合班勇。而班勇已經征得西域諸國兵四萬餘人，遂與張朗分出南北兩路，約期合圍焉耆。那張朗原先有罪，一心要將功折罪，就不顧約定，搶先趕到焉耆，殺敵兩千多人，迫使元孟求降，派了兒子到大漢納貢。這樣一來，張朗立了大功，得以免罪，班勇卻被誣為按兵不動，遲遲不到，以違反軍令，被押解到京師，含冤入獄。後來雖然獲釋，終因鬱鬱不得誌而死在家中。