天山之战以后，北匈奴在南匈奴、鲜卑的不断进攻下，实力进一步削弱。

汉和帝永元元年（公元８９年），为了彻底解决北边之患，东汉政府派车骑将军窦宪（·～公元９２年）、执金吾耿秉等率北军五营、黎阳营、雍营及缘边１２郡骑士８０００人，会同南匈奴骑兵及羌、胡兵３万人，分３路深入漠北进攻北匈奴：一路由窦宪、耿秉各领４０００骑兵，与南匈奴左谷蠡王师子的１万骑兵，出朔方鸡鹿塞（今内蒙古杭锦后旗西）；一路由南单于屯屠河卒万余骑兵出满夷谷（今内蒙古固阳县境内）；一路由度辽将军邓鸿及缘边义从羌、胡８０００骑，与南匈奴左贤王安国所统的１万骑兵，出稒阳塞（今内蒙古包头地区）。３路大军会师涿邪山后，窦宪又命副校尉阎盤、司马耿夔、耿谭与南匈奴左谷蠡王师子、右呼衍王须訾等，领精骑万余，进击稽洛山，向北单于发动猛攻，大破其军。北单于逃走，窦宪挥军追击，直至私渠比鞮海（今蒙古乌布苏泊），斩杀名王以下１。３万人，获牲畜百万余头。北匈奴８１部，共２０万人投降。窦宪、耿秉一直北进到燕然山（今蒙古杭爱山），出塞３０００余里，登山刻石作铭而还。

这一仗，北单于元气大伤，其衰落已成无可避免之势。