“于是吏民在朝廷為段颎申訴的有數以千計，朝廷知道段颎是被郭閎誣陷的，桓帝于是下詔詢問段颎的情狀。”
趙匡胤：段颎只是請罪，不敢說受冤枉，京師都稱其為長者。
于是被赦出，再拜議郎，升任并州刺史。
當時滇那等諸種羌五六千人侵犯武威、張掖、酒泉，焚燒人民的房屋。
延熹六年，羌人的勢力更加強盛，涼州幾乎淪陷。
冬天，朝廷再任段颎為護羌校尉，乘驛馬趕到任所。
延熹七年春天，羌封眀、良多、滇那等豪帥三百五十五人率三千部落至段颎軍前投降。
當煎、勒姐種撤退后集結屯駐。
冬天，段颎率兵一萬余人將其擊敗，斬殺其大帥，殺死俘虜四千多人。
延熹八年春天，段颎又進擊勒姐種，斬首四百余級，投降的有二千多人。
夏天，進擊當煎種于湟中，但被擊敗，被圍困三天，段颎用隱士樊志張計策，悄悄在黑夜出兵，擊鼓還戰，大破羌軍，殺虜幾千人。
段颎窮打猛追，展轉山谷間，從春天到秋天，無日不戰，敵人因此又饑又困，各自逃散，北去侵略武威一帶。
段颎擊敗西羌，共斬首二萬三千級，俘獲數萬人，馬牛羊共八百萬頭，一萬多部落投降。
朝廷封其為都鄉侯，食邑五百戶。
永康元年，當煎諸種又反，集合四千多人，想進攻武威，段颎又追擊至鸞鳥，徹底擊敗他們，斬殺其主帥，斬首三千余級，西羌從此平定。
東羌先零種等自從大敗征西將軍馬賢以后，朝廷便無力征討，經常侵擾三輔。
后來度遼將軍皇甫規、中郎將張奐連年招降，總是投降了又反叛。
建寧元年春，段颎帶兵一萬多人，攜帶十五天的糧草，從彭陽直往高平，與先零諸種戰于逢義山。
羌兵多，段颎的部隊害怕起來。
段颎命令軍中拉緊弓弦，磨快刀槍，長矛三重，挾以強弩，左右兩翼，布置輕騎，激勵兵將。
現在我們離家幾千里，前進，事業就成功；
逃走，死路一條，大家努力共取功名吧！
于是大呼喊叫，軍隊應聲跳躍上陣，段颎馳馬在旁，突然襲擊，羌軍崩潰，共斬首八千余級，獲牛馬羊二十八萬頭。
這時竇太后臨朝當政，下詔說先零東羌歷年為害，段颎從前陳述情況，認為必須掃滅。
他履霜冒雪，白天晚上快速行軍。身當矢石，使戰士感奮。
不到十天，敵寇便逃跑潰散，尸體相連，活捉不少，擄獲無法統計。
洗雪了百年來的敗恨，安慰了忠將的亡魂，功勞顯著，朝廷極為嘉賞他。
等到東羌完全平定，應當一起記他的功勛。現在暫時賜段颎錢二十萬，用他家一人為郎中。
同時下令中藏府調撥金錢彩物，增助軍費。任命段颎為破羌將軍。