列传》)南单于想趁机吞并被匈奴，汉庭同意，于是在公元89年派遣车骑将军窦宪统帅各军北伐，南匈奴出精骑一万，两军集结后在稽落山与北匈奴单于会战。北匈奴大败，汉军斩北匈奴名王已下万三千级，获生口甚众，杂畜百余万头，诸裨小王率众降者，前后八十一部二十余万人。此战汉军“出塞三千余里，登燕然山，(窦宪)命中护军班固刻石勒功，纪汉威德而还。”(《资政通鉴眠47》)次年，南匈奴袭击北匈奴，北单于深受重伤，仅以身免。经此数战，被匈奴元气大伤，而南匈奴逐渐强盛，“是时南部连克获纳降，党众最盛，领户三万四千，口二十三万七千三百，胜兵五万一百七十。”(《后汉书圠匈奴列传》)
北匈奴在漠北的生存状况不断的恶化，不但要面对汉军与南匈奴的追击，东部鲜卑、乌桓的进扰也越来越频繁，而且东汉又联合西域各国驱赶北匈奴势力，北匈奴势力进一步削弱，只得后退数千里以避战。
公元91年，窦宪出塞五千里，在金微山(今阿尔泰山)大败北匈奴军，蒙古草原已经没有北匈奴的生存空间，只得率残部开始西迁。鲜卑人便乘此机会辗转迁徙，占据了匈奴故地。草原上残存的十余万户匈奴人也全都自称为鲜卑人。唯有北匈奴右谷蠡王率领数千部众驻扎在蒲类海(今新疆镇西县巴里坤湖)一带放牧，并自称单于，继续为患西域。
南匈奴在这一时期势力得到很大发展，但他内部部落林立，又受到汉庭严密监管，匈奴单于威望不高，并不能统帅部族。而且东汉所任官员又非绥远之才，多轻辱欺诈匈奴人，致使南匈奴时有叛变，如《后汉书陈龟传》载：“牧守不良，或出中官，惧逆上旨，取过目前。”不过总体来说，南匈奴是东汉北部的屏障，这一时期北部边疆的威胁主要来至鲜卑。面对这一外敌，南匈奴时常与汉军协同抵御，部众也常常受到汉庭征调。而且匈奴各部与汉族杂居，已经开始汉化进程。《晋书北狄传》载：“(汉魏时)其部落随所居郡县，使宰牧之，与编户大同，而不输贡赋。”可见南匈奴部众已与编户无多大差异，受地方官员管理，唯一区别在于不需要缴纳贡赋。
总体来说，东汉对南匈奴的控制是在逐渐加强的，但是地方长官贪暴，征调匈奴部众十分频繁。匈奴部众若反叛，必将遭到汉军严酷征讨，若不反叛，地方官吏的压榨只会愈加严重，所以匈奴单于往往夹在汉庭与部落之间左右为难，这使得单于的地位越来越低，被汉庭逼迫自杀的有，部族反叛被杀的亦有。
94年，匈奴单于安国与
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