在谈到东汉统一西域的过程时，史书上将其概括为“三绝三通”。而对于匈奴来说正好相反，是“三通三绝”。总的来说，东汉时期是匈奴对西域统治的衰亡时期，分为前后两个阶段。第一阶段从淮阳王更始元年（23）西域都护但钦、李崇被杀开始，到永平十六年（73）东汉伐北匈奴、任命陈睦为西域都护止，即东汉“一绝一通”期间。

元始五年（5），外戚王莽毒死汉平帝，自称假皇帝。初始元年（8）称帝，改国号为新。王莽上台后，推行了一套错误的民族政策。他先改“匈奴单于玺”为“新匈奴单于章”，又借口西域戊己校尉陈良、终带叛入匈奴的事件，将呼韩邪十五子都立为单于，以分其势，引起匈奴单于及其各级官员的不满，导致边塞烽火再起。与此同时，王莽贬西域各国王为“侯”，并在诸国间制造矛盾，同样引起西域各国首领的不满，并遭到强烈反抗，西域都护但钦、李崇，将军王骏等相继被杀，匈奴势力卷土重来。建武五年（29），河西大将军窦融承制立康为莎车建功怀德王、西域大都督，以莎车王康率诸国抗拒匈奴，但并没有阻挡匈奴势力的复辟。此后，汉、匈奴之间开始了新一轮争夺西域的斗争。

匈奴掠有西域后，对西域诸国敛税重刻，诸国不堪承受。所以，在东汉建立以后，诸国“皆遣使求内属，愿请督护”^[18]。然而，由于中原地区遭王莽之乱，经济凋敝，人口锐减且局势不稳，东汉政府采取消极政策，以“天下初定，未遑外事”^[19]为由，谢绝了西域诸国的请求。对于匈奴，东汉政府则采取通使友好的政策。但是，匈奴单于骄倨，自比冒顿，一面遣使通汉，一面支持卢芳等反汉势力，或与之一起，或独自出兵，不断侵犯汉之边郡。自此，“北边无复宁岁”^[20]矣！

建武二十二年（46），匈奴地区“连年旱蝗，赤地数千里，草木尽枯，人畜饥疫，死耗大半”^[21]。严重的自然灾害不但削弱了匈奴的力量，而且动摇了单于的统治。建武二十四年（48），匈奴发生单于权位之争，南部八部大人共议立呼韩邪的孙子比为单于，导致匈奴分裂为南、北两部分。比仍称呼韩邪单于，于五原塞下，表示“愿永为蕃蔽，扞御北虏”^[22]，归附汉朝。北匈奴害怕汉军与南匈奴联军攻击，遂向西北方转移。明帝永平初年，北匈奴不断侵扰汉朝边境，胁迫西域诸国，共寇河西，焚烧城邑，杀掠人民，致使“河西郡县，城门尽闭”^[23]。

永平十六年（73），明帝决定“尊武帝故事，击匈奴，通西域”^[24]，派遣四路大军伐北匈奴。奉车都尉窦固出酒泉塞，至天山击呼衍王，追至蒲类海（今巴里坤湖），取伊吾卢地（今哈密），派班超、郭恂等出使鄯善、于阗、疏勒，使这些地方相继归属汉朝。第二年，窦固在蒲类海再次击败匈奴，遂入车师。于是，东汉政府以陈睦为西域都护，耿恭为戊校尉，屯车师后王部金蒲（满）城（今吉木萨尔城北）；以关宠为己校尉，屯车师前王部柳中城（今鄯善之鲁克沁），重新统一西域。这是东汉时期匈奴统治西域的第一个阶段，即复辟阶段。

东汉时期匈奴统治西域的第二个阶段从建初元年（76）章帝即位后开始，到汉安帝延光二年（123）任命班勇为西域长史再次收复西域为止。这一阶段，双方对西域的统治时断时续，相互交替。但从大的趋势来讲，这一阶段是北匈奴势力在西域走向衰亡的阶段。(www.daowen.com)

永平十八年（75），明帝驾崩。北匈奴乘机破车师，围戊校尉耿恭、己校尉关宠，策动焉耆、龟兹攻没西域都护陈睦。章帝即位后，不愿疲敝中原以经营西域，悉罢戊己校尉及都护各官，派兵接回关宠、耿恭等，并征还在疏勒的班超。西域再次处于匈奴的统治之下。

但是，由于当地人民的挽留，班超并没有应召回到内地，他成为领导西域人民反抗匈奴统治斗争的核心。从建初元年（76）到永元元年（89），班超依靠当地各族群众，始终控制着南道诸国。从永元元年（89）起，东汉政府联合南匈奴，三次出兵，伐北匈奴。特别是在永元三年（91），汉遣左校尉耿夔出居延塞，围北单于于金微山（今阿尔泰山），取得重大胜利。北单于逃走，不知所在。班超也加紧活动，征调疏勒、于阗的军队，平定莎车，击退月氏人的进攻，使龟兹、姑墨、温宿自动归汉。汉朝政府遂以班超为都护，居龟兹，徐干为长史，屯疏勒，再次统一西域。

永元十四年（102），班超返归洛阳，任尚继任都护。他因行事峻刻，独断专行，引起诸国不满。延平元年（106），诸国攻任尚于疏勒，东汉诏西域副校尉梁慬率河西四郡羌、胡骑兵赴救。羌、胡兵不愿远行，引发大规模起义。汉“以西域阻远，数有背叛，吏士屯田，其费无已”^[25]，罢西域都护，迎还伊吾卢、柳中屯田吏士。北匈奴复收诸国，令诸国“备其逋租，高其价值，严以期会”^[26]。鄯善、车师皆愤怒，思乐事汉，但无法与汉朝取得联系。此后十余年，北匈奴胁迫西域诸国，共为边患。元初六年（119），东汉遣长史索班率领千余人屯田伊吾，车师前部王、鄯善王重新归汉。但在第二年，北匈奴便率车师后部王军攻杀索班等，并赶走车师前部王，掠有北道。延光三年（124），东汉以班勇为西域长史，发龟兹等国兵至车师前部，击走北匈奴伊蠡王。第二年又发兵击破车师后部，捕斩其王军就及匈奴持节使者。永建二年（127），班勇再定焉耆，龟兹、疏勒、于阗、莎车等皆归附汉朝，东汉第三次统一西域，匈奴对西域的统治就此瓦解。

此后，北匈奴残余势力在西域虽有零星活动，但已属强弓之末。阳嘉四年（135），北匈奴呼衍王攻车师，汉令敦煌太守救援，汉军不利，车师陷落。永和二年（137），敦煌太守裴岑率郡兵诛杀北匈奴呼衍王于蒲类海。^[27]元嘉元年（151），北匈奴呼衍王攻伊吾屯城。东汉遣敦煌太守司马达将兵四千进行救援，追至蒲类海，呼衍王闻而引去。此后，西域再无匈奴踪迹。呼衍王攻伊吾屯城失败逃走，成为北匈奴在西域的最后回响。