夏天五月，皇帝封已故广陵王刘荆的儿子刘元寿为广陵侯，食邑六个县。又封窦融的孙子窦嘉为安丰侯。
皇帝开始修建自己的陵墓，并定下规矩：“墓地只要能让雨水流走就行，不要堆起高大的坟头。等我去世后，打扫干净地面祭祀就行，供品只要水和干粮就行。过了一百天，只在四季进行祭祀。安排几个吏卒，负责打扫就行。谁敢擅自扩建陵墓，就按照擅自更改宗庙制度的罪名处理。”
永平十五年（公元72年）
春天二月庚子日，皇帝向东巡视。癸亥日，在邳地举行耕地仪式。三月，皇帝到了鲁地，参观孔子的故居，还亲自来到讲堂，让皇太子和各位王爷讲解儒家经典；之后又去了东平、大梁。夏天四月庚子日，皇帝回到宫中。
皇帝封皇子刘恭为巨鹿王，刘党为乐成王，刘衍为下邳王，刘畅为汝南王，刘昞为常山王，刘长为济阴王；皇帝亲自划定他们封国的范围，面积只有原来楚国、淮阳国的一半。马皇后说：“孩子们的封国只有几个县，是不是太节俭了？”皇帝说：“我的儿子怎么能和先帝的儿子相比，每年给他们两千万钱的费用就够了！”
乙巳日，皇帝大赦天下。
谒者仆射耿秉多次上书，建议攻打匈奴。皇帝认为显亲侯窦固曾经跟随伯父窦融在河西地区，熟悉边境事务，于是让耿秉、窦固与太仆祭肜、虎贲中郎将马廖、下博侯刘张、好畤侯耿忠等人一起商议攻打匈奴的事。耿秉说：“以前匈奴联合众多游牧部落，所以很难制服。孝武帝拿下河西四郡以及居延、朔方后，匈奴失去了肥沃富饶、适合养兵的地方，羌人和胡人也与他们分离；后来西域各国也纷纷归附汉朝，所以呼韩邪单于才请求和亲，那时候制服匈奴就容易多了。现在有南单于，形势和那时相似。但西域还没归附，北匈奴也没有明显的破绽。我认为应该先攻打白山，拿下伊吾，攻破车师，再派使者出使乌孙等国，切断匈奴的右臂；伊吾还有匈奴南呼衍的一部势力。打败这部分匈奴，就相当于折断了匈奴的左角，之后就可以全力攻打匈奴了。”皇帝觉得他说得很有道理。也有人提出：“现在出兵白山，匈奴其他部落一定会联合起来支援，我们应该再分兵攻打匈奴东部，分散他们的兵力。”皇帝采纳了这个建议。十二月，朝廷任命耿秉为驸马都尉，窦固为奉车都尉；任命骑都尉秦彭为耿秉的副手，耿忠为窦固的副手，他们各自设置从事、司马等属官，率军驻扎在凉州。耿秉是耿国的儿子，耿忠是耿弇的儿子，马廖是马援的儿子。
永平十六年（公元73年）
春天二月，朝廷派祭肜与度辽将军吴棠，率领河东、西河的羌人、胡人以及南单于的军队，共一万一千骑兵，从高阙塞出兵；窦固、耿忠率领酒泉、敦煌、张掖的精锐士兵以及卢水的羌人、胡人，共一万二千骑兵，从酒泉塞出兵；耿秉、秦彭率领武威、陇西、天水招募的士兵以及羌人、胡人，共一万骑兵，从张掖居延塞出兵；骑都尉来苗、护乌桓校尉文穆率领太原、雁门、代郡、上谷、渔阳、右北平、定襄等郡的军队以及乌桓、鲜卑的士兵，共一万一千骑兵，从平城塞出兵，一同讨伐北匈奴。窦固、耿忠率军到达天山，进攻匈奴呼衍王，斩杀一千多人；追击到蒲类海，占领伊吾卢地区，设置宜禾都尉，并留下官吏士兵在伊吾卢城屯田。耿秉、秦彭进攻匈奴匈林王，穿越沙漠六百多里，到达三木楼山后返回。来苗、文穆率军到达匈河水上，匈奴人望风而逃，他们没有什么收获。祭肜和南匈奴左贤王信配合不默契，出高阙塞九百多里后，看到一座小山，信谎称这就是涿邪山，结果没找到匈奴人就回来了。祭肜和吴棠因为逗留不前、畏惧敌人，被关进监狱，免去官职。祭肜为自己没能立功感到羞愧，出狱几天后，吐血而死。临终前，他对儿子说：“我深受国家厚恩，却没能完成使命，死后实在惭愧悔恨。按道理，我不能无功受赏。我死后，你要把我得到的所有赏赐登记造册上交，然后亲自到军队中，奋勇杀敌，这样才能了却我的心愿。”祭肜死后，他的儿子祭逢上书，详细陈述了父亲的遗言。皇帝一向很看重祭肜，正打算重新重用他，听到这个消息，十分震惊，感叹了很久。后来乌桓、鲜卑的人每次到京城朝贺，都会路过祭肜的坟墓祭拜，对着天空痛哭。辽东的官吏和百姓还为他建立祠堂，四季祭祀。
窦固在此次讨伐北匈奴的行动中，战功最为突出，因此被加封为特进。窦固派遣代理司马班超，与从事郭恂一同出使西域。班超一行人抵达鄯善国时，鄯善王广一开始对他们礼遇有加、恭敬备至，可没过多久，态度却突然变得冷淡、懈怠起来。
班超察觉异样，便问手下的官员：“你们有没有觉得鄯善王广对我们的礼节和态度变得淡薄了？”官员们回答：“胡人做事向来没个准头，估计没什么别的原因。”班超却分析道：“这肯定是北匈奴的使者来了，鄯善王正在犹豫该依附谁，所以才这样。聪明人能预见尚未发生的事，更何况现在