永平十七年夏五月戊子，公卿百官以皇上威德怀远，祥物显应，并集朝堂。奉觞上寿，皇上下制说：天生神物，以应王者。远人慕化，实由有德。朕德化虚薄，何以享此殊誉？只是说高祖光武圣德所被，不敢有辞。大家一道举觞，令太常择吉日，策告宗庙。然后推恩赐民爵及粟有差。
冬十一月，遣奉车都尉窦固，驸马都尉耿秉，骑都尉刘张出敦煌昆仑塞。击西域。耿秉刘张皆去符传归属窦固。合兵万四千骑，击破白山虏于蒲类海上。遂进击车师。车师前王即后王之子，其廷相去五百余里，窦固以后王道远，山谷深，士卒苦寒，欲攻前王。耿秉以为应该先攻后王。并力根本，则前王自服。窦固计未决，耿秉奋身而起说：请以我为先锋。于是上马引兵北入。众军不得已并进。斩首数千级。后王安德震怖，走出门迎耿秉。脱帽抱马足降。耿秉引之去见窦固，其前王亦归命于汉。遂定车师而还。于是窦固复奏请置西域都护及戊巳校尉。以陈睦为都护，司马耿恭为戊校尉。屯戍于后王部金蒲城。谒者关宠为巳校尉，屯戍前王部柳中城。每屯各置数百人。耿恭，是耿况之孙。
十八年春二月，诏令窦固等罢兵还京师。北单于遣左鹿蠡王率二万骑击车师。耿恭遣司马将兵三百人往救，皆为所败没。匈奴遂破杀车师后王安德而攻金蒲城。耿恭将毒药使在箭头上，向匈奴发射，并对匈奴说：汉家箭神奇，中矢者必有异象。匈奴有中矢者，看箭疮时皆浮肿，大惊。会天暴风雨，随雨进击，杀伤甚众。匈奴震怖，相互传说：汉兵神，实在令人可畏。遂解围去。
夏六月已未，有星孛于太微，耿恭以疏勒城旁有涧水可固守，引兵占据。秋七月，匈奴复来攻。擁绝涧水。耿恭于城中穿井十五丈，不能得水，吏士渴乏，至于榨马粪汁而饮。耿恭身先士卒，亲自与士兵一道鞔笼吊土，不久水泉奔出。众人皆称万岁。于是令吏士扬水以示匈奴，匈奴出其不意，以为神明，遂引兵去。八月壬子，皇上崩于东宫前殿。年四十八。遗诏无起寝庙，藏主于光烈皇后更衣别室。
皇上遵奉建武制度，无所变更。后妃家不得封侯与政。馆陶公主为子求郎，不许，而赐钱千万。对群臣说：郎官上应列宿，出宰百里，若所用非人，则民受其殃，因此选用起来是很难决定的。公车规定反支日不受理章奏，皇上听说后责怪说：百姓废农桑之事，远来诣阙请事，你们却拘于禁忌，这又岂能是为政本意呢。于是遂废弃这个制度。尚书阎章二妹为贵人，阎章精力晓旧典，很早就应当升迁重职，皇上因为他是后宫家属，竟不用。是以吏得其人，民乐其业。远近畏服。至于户口滋殖。
太子即位，年十八。尊皇后为皇太后。明帝初崩，马氏兄弟争欲入宫北宫卫士令杨仁被甲持戟，严勒门卫，诸人莫敢轻进。诸马于是共同在章帝面前编排杨仁的不是。皇上知道杨仁忠诚，更加善待他，拜为什邡令。壬戌，葬孝明皇帝于显节陵。冬十月丁未，赦天下。
诏令以行太尉事节乡侯赵熹为太傅。司空牟融为太尉，并录尚书事。十一月戊戌，以蜀郡太守第五伦为司空，第五伦在郡公清，所推举的官吏皆得其人，故皇上自远郡撰用他。焉耆龟兹攻没都护陈睦。北匈奴围关宠于柳中城，正好中国有大丧，救兵不至，车师复叛。与匈奴共攻耿恭。耿恭率厉士众，共同抵御。数月食尽穷困。于是煮铠甲弓弩，食其筋革。耿恭与士卒推诚同死生，因此皆无二心。只是稍有死亡。仅余数十人。单于知道耿恭已困，想要一定招降他。遣使招降耿恭说：只要肯归降，一定封为白屋王。并妻以女子。耿恭诱其使上城，亲手击杀之。然后悬首城上。单于大怒，更增兵围耿恭。但不能下。关宠上书求救。诏令公卿会议。司空第五伦以为不宜救，司徒鲍昱说：今使人于危难之地，危机之时却将其抛弃，如此外则纵蛮夷之暴，内则伤死难之臣，假使真的因为权宜之计而后无边患，那也是可以的。但假如以后匈奴再次犯边，陛下将如何使将？再说二部兵人，才各数十人，匈奴围困他们，数旬不下，是他们寡弱力尽的缘故，可令敦煌酒泉太守各将精骑二千，多树旗帜，倍道兼行，赴其急难。匈奴疲极之兵，必不敢当。四十日间，足以还入塞内。皇上以为此说可行，于是遣征西将军耿秉屯兵酒泉，行太守事。遣酒泉太守段彭，与谒者王蒙皇甫援，发张掖，酒泉，敦煌三郡及鄯善兵合七千余人前去救援。
甲辰晦，有日食。太后兄弟虎贲中郎将马廖及黄门郎马防马光，终明帝世，未尝改官。皇上以马廖为卫尉，马防为中郎将，马光为越骑校尉。马廖等倾身交结，冠盖之士，争相与之交欢。第五伦上疏说：臣闻书经说：为臣者不该作威作福，否则将害于其家，进而害于其国。近世光烈皇后虽友爱天至，而抑损阴氏，不假以权势。其后梁窦之家，互有非法，明帝即位，竟将他们多数诛杀。自后洛中无复权戚。书记请托，一概断绝。又明喻诸外戚说：苦身待士，不如为国。戴盆望天，事不两施。今日议者又以马氏为言，窃闻卫尉马廖，以布三千匹，城门校尉马防，以钱三百万，私赡三辅衣冠。知与不知，莫不毕给。又听说腊日时，亦送给洛中豪杰钱各五千。越骑校尉马光，腊月用羊三百头，米四百斛，肉五千斤。臣愚，以为不应经义