的遭遇中，可见此时东汉政府已经昏弱到何等地步了。
皇甫规平羌事来尚未大功告成，便遭陷害，使得羌人也倍感惶恐，又联手反叛，乌吾羌攻打汉阳，酋豪滇那攻打武威、张掖、酒泉。到了163年时，羌人势力又转盛，蹂躏凉州，朝廷重新起用段为护羌校尉。
羌人们知道段的厉害，于是酋豪滇那、良多等酋豪三百余人，率大大小小三千余部族（羌人中大部族中又常分为许多小部族，所以数量极多）前来归降。拒绝归附的有当煎羌与勒姐羌等，仍然集结重兵，与段对抗。
段作战以剽悍著称，他是一名令羌人胆战心惊的名将。164年冬季，段率一万余人对当煎羌发动进攻，大破当煎羌，杀死其酋豪以下四千余人。第二年（165年）春天，段转而攻打勒姐部落，杀四百余人，投降者二千余人；与勒姐羌战事刚结束，段不等军队休整，便于夏季发动对湟中地带当煎羌的打击，但是首战失利，反而被当煎羌围困了三天三夜。段在夜色的掩护下，悄悄地穿越羌人的封锁线，从外围发动强攻，终于大破羌军，斩杀数千人。当煎羌被迫撤退，段作战风格是极为顽强，他的部队耐力极强，一路穷追猛打，辗转于山谷之间，从夏季打到秋季，没有一天不作战。经过数月的追剿，羌人饥困逃散，窜入武威。
自段担任护羌校尉以来，与羌人大小百余战，斩首二万三千级，俘虏数万人，缴获的牛马羊等八百余万头，降服羌人大小部族一万余个，段战攻卓著，被授予“都乡侯”。然而，段并没有象皇甫规那样，致力于消除羌战的根源，而是采取高压的手段，这使得段虽然在战场上百战百胜，但羌乱却始终不止。
桓帝延熹十年（167年，亦是灵帝永康元年），长安东北部的羌人（东羌）先零部落叛乱，西羌的当煎部落再度起兵。当煎羌四千余人打算攻击武威郡，段得知消息后，马不停蹄，率部疾进到鸾鸟（甘肃武威县南），遮击当煎羌，杀三千余人，斩其酋豪，至此，当煎羌一蹶不振，西羌战事告一段落。
与西羌相比，东羌对帝国的威胁更大，因为东羌的居住地靠近长安一带，可直接威胁帝国的心脏。在段大破西羌的同时，东羌先零部落对三辅（长安一带）发动猛攻，击破汉政府置于长安城附近的京兆大营与雍县大营，杀死汉军一千余人。同年十月，先零羌第二次发动对三辅的进攻，东汉朝廷紧急命使匈奴中郎将张奂驰援三辅。
张奂与段、皇甫规同为东汉晚期的名将，此人文武双全，而且为官清廉公正，与皇甫规是好友。张奂接到命令之后，火速派遣两名部将率军赶赴三辅，一个是司马尹端，另一位便是大家所熟知的大名鼎鼎的董卓。
尹端与董卓率军与先零羌苦战，大破先零羌，斩俘超过一万人。
东羌虽然是羌人区，但因为接近内地，并不由护羌校尉段管辖，而是由度辽将军与使匈奴中郎将负责管辖。在皇甫规被陷害之后，又重新得到朝廷的重用，出任度辽将军，张奂出任使匈奴中郎将。汉桓帝对皇甫规与张奂的招抚东羌的政策十分不满，因为东羌反反复复地叛了又降，降了又叛，他十分欣赏段的高压手段，便下诏征求段的意见：“先零东羌造恶反逆，而皇甫规、张奂手握强兵，却不能及时平定，朕想让你移兵东讨先零羌，不知是否合适？你可以仔细思考一下战略战术。”
段对皇甫规、张奂等人招抚羌人的政策很不满，于是便上书道：“皇甫规、张奂以为招降的方法，可以坐制强敌，而臣以为羌人狼子野心，难以用恩德收降，虽然羌人在势困之时会投降，但等我们大军一去，便重起反叛之心，对付他们的办法，只有以长矛挟肋、白刃加颈。以臣之见，必须要一劳永逸地解决羌人反复的问题，只要拔给五千精锐骑兵，一万步兵，外加三千辆战车，花上两三年的时间，足以平定羌乱，该项军事预算为五十四亿钱，可令群羌破尽。”
汉桓帝听了很高兴，批准段的计划。
永康二年（168年），段率一万精锐出彭阳，奇袭高平，与先零羌决战于逢义山，此时先零羌的力量仍然十分强大，人数上也超过段的部队，所以汉军上下有一种恐慌的情绪。段沉着冷静，命令长矛手排为三列，将强弩兵夹在其中，骑兵掩护左、右两翼，迎战先零羌军。临战前，段发表阵前演说，激励士兵，他对士兵们喊道：“现在我们在远离家乡数千里之外作战，勇敢前进则功业可成，怯懦后退则全军覆没，诸将士奋勇作战，以博得功名吧。”说罢放声长呼，众士兵莫不慨奋，一时间呼声震天。
段作为名将，决不仅仅在于善于用兵，他身先士卒，一马当先勇闯敌营，众将士在主将的表率下，无不奋勇杀敌，对敌方阵营发动猛烈的冲击。羌人虽然人数上占优，可是汉军士气旺盛，锐不可挡，最后羌军大败，被斩杀八千余人，二十八万头牲畜尽落入段之手。
这次辉煌的胜利奠定了胜利的基础。夏季，段深入作战，从桥门谷一路追击到走马水畔，一路打下来，取得了一连串的胜利。此时段接到情报，得知在奢延泽一带发现先零羌的军队，他立即率领轻骑兵日夜兼程，以一日二百余里的速度赶到战场，在清晨时分对羌人发起进攻，羌人哪曾料到段来得这么快，遗下累累尸体，其余的人一直逃到落川，才重新收集残余的部队。
段不想给羌人予喘息的机会。他兵分两路，由骑司马田晏率五千人从东面发动攻击，以假司马夏育率二千人从西面发动攻击。羌军派出六七千人迎战田晏的五千汉军，结果被打得丢盔卸甲，溃不成军，便急急地向令鲜水撤退。
段率主力火速推进到令鲜水畔，经过连续性的作战后，将士们已经十分疲惫，饥渴交加，大家都想好好喝点水，好好休息休息。然而段认为汉军疲困，羌军处境更加不妙，下令军队不得休息，摆好进攻的方阵，一鼓作气，在令鲜水河畔再次突击羌人，羌人又遭败绩，只得继续逃窜。
经过短暂的休整后，段继续清剿，他的顽强精神令人佩服，羌人被迫退向灵武谷地。段身披铠甲，率先攀登山地，士兵们无人敢落后，这近乎魔鬼般的超强度的军事行动，打造出一支钢铁般的军队。羌人再度被击败，落荒而逃。段率众军士追了三天三夜，这是长距离的步行，所有的士兵脚下都起了水泡，羌人可算见识如此不要命的汉军的将领了，羌人屡战屡败，撤到汉阳谷地。
这就是段的作战风格，其疾如风，其坚强如铁，其耐力天下无双，如此强大的战斗力，与段的卓越的领导能力息息相关。史书记载，段“行军仁爱，士卒疾病者，亲自瞻省，手为裹创。在边十余年，未尝一日蓐寝。与将士同苦，故皆乐为死战。”
段平定东羌即将大功告成。此时，张奂上书朝廷，认为：“东羌虽被击破，然而羌人还有众多部落，是不可能完全消灭他们的，段果敢却失于轻率，朝廷要考虑到胜负的局势并不是始终不变的，所以应施以恩德，招降羌人，如此才能长治久安，否则日后必后悔。”
张奂与皇甫规一样，作为一代名将，力主招抚羌人，他还认为：“羌人与汉人一样，皆禀承上天之气而生，所以不可杀尽，山谷广大，不能空无人烟，血流成河，将伤和致灾。”这无疑是变相地批评段的铁血政策。
有人认为张奂是因为妒嫉段的功劳而中伤他，但根据史料记载来看，张奂似乎不是这种类型的人，不论张奂是何出发点，出生入死的段听到他说的话，可以想象暴跳如雷的样子。
段也上书朝廷，大力攻击张奂，认为“张奂作为政府要员，身为武将，手握重兵，驻军两年，不能平定羌乱，凭空想要修文偃武，招降悍敌，真是荒谬绝伦。”他强调对羌人必须采取高压手段，必须要“建长久之策，欲绝其根本，不能使殖。”要改变赵充国、马援以来将羌人迁移到内地的作法，并认为赵充国、马援的政策是“种枳棘于良田，养虺蛇于室内”，乃是羌乱频发的根源。
朝廷似乎更倾向于张奂的建议，第二年（169年），朝廷派派遣谒者冯禅，前往汉阳郡，试图说服诸羌投降。
段不满意这个结果，他认为现在羌人走投无路，即使投降也只是暂时性的，地方政府没有强大的财力来供养这些羌人，所以只要有机会，他们还会起兵造反，不如一鼓作气，肃清东羌。段决意要进兵扫荡，为什以段敢于做出与朝廷决定相左的事情呢？
虽然东汉政府内部昏暗，但是绝不象宋明时代对武将控制得十分严厉，所以即使中枢系统十分混乱，权力斗争此起彼伏，但并没有真正影响到在外将领，因而东汉的军事实力虽然不如西汉，但对于汉帝国周边的蛮族而言，汉帝国仍旧是一个超级强国。在朝廷给段的诏书中，明确提出“军不内御”，也就是说，对段的军事行动，朝廷绝不遥控，这是继承一直以来“将在外君令有所不受”的传统。
段决心利用“军不内御”的指令，发动对东羌的最后打击。
夏季，准备就绪的段开始对东羌的最后一战。
当时东羌残余力量驻屯于凡亭山，段命令大军开进到离凡亭山四五十里处，然后以骑司马田晏、假司马夏育为先锋，率五千人马推进到山下，准备强攻东羌残余力量。
东羌与段军队是老对手了，对汉军相当的熟悉，见来了五千人马，知道只是段的先锋部队，便派人到汉军阵前，厉声喝道：“田晏、夏育都在这儿么？从湟中来的归义羌人也在这儿么？今天要跟你们一决生死！”
羌人破釜沉舟的勇气，令汉军士兵们不由得心生几分寒意。田晏不时给士兵们鼓舞士气，跟随段多年的田晏深知作为一名军事指挥官，激励部下是何等重要的事情。羌人倾巢而出，田晏率军沉着应战，经过殊死的战斗，终于大破羌军。羌军大败，溃不成军，向东逃到射虎谷。
羌人深知段的大军很快就会杀到这里，便派重兵把守住山谷中重要的进出口，严阵以待。段侦察地形之后，决心在这里将东羌力量一网打尽。为了防止羌人在溃败之后继续逃窜，段派出一千人砍伐树木，结为栅栏，构建一条长四十里、宽二十步的封锁线，同时派手下悍将田晏、夏育率七千久经沙场的精锐部队，乘天黑之际，在射虎谷西侧，衔枚登山，这支军队的战术水平真是达到炉火纯青的地步，如此规模的军事行动，羌人竟然毫无知觉。
田晏、夏育率军攀上山岭后，立即安营扎寨，挖掘壕沟，构筑防御工事，这里距离羌人大本营仅有一里之遥。田晏得手之后，段再派司马张恺领三千人，从东面攀登，这次行踪败露，羌人立即加强戒备，结果发现了田晏、夏育的潜伏兵团。
羌人立即投入战斗，涉过山间小河，向田晏、夏育的部队直扑过来。段马上率领自己的留守部队发动攻击，田晏、夏育从山谷西侧，张恺则从东侧钳击羌军。羌军大败，此时段所构建的封锁线起到作用，因为封锁线势必会迟滞羌人撤逃的速度，于是羌人漫无目的地向深山穷谷中溃逃，这正中了段的计谋。
段根本就不想让这些羌人有活路，战争最后成为一场屠杀，羌人剩余的一万九千人，全部被杀。只有一批东羌人活了下来，那就是东汉朝廷派冯禅前往招抚东羌时，有四千东羌人向冯禅投降，最后被安置在安定、汉阳、陇西。
从所具备的军事能力来看，段无疑是东汉时代最杰出的将领之一，他有领导力，有责任感，敢担当重任，在管理军队及行军作战上，段均有高人一等的本领，他是一个以身作责，身先士卒的统帅，所以他的士兵们在他的感染之下，无不奋勇。段在东汉诸将中，凶悍是其最典型的风格，吃苦耐劳、顽强的意志是其取胜的根本，杰出的军事天才则是其百战百胜的保障。
在平东羌之战中，羌军被杀达三万八千人，而汉军的阵亡人数仅仅是四百余人，在冷兵器作战时代，这不能不说是个令人瞠目结舌的战绩。然而段在汉代名将中知名度并不算太高，这是有原因的。其中一个原因是段一直被认为人品有些问题，因为他在朝中巴结宦官，东汉是一个极重个人气节的时代，士人君子与宦官集是势同水火，段在这点上便遭时人的非议，更糟糕的是，段还在党锢之乱中充当打手，逮捕了一千多名太学生，这成为他的一个污点；另外，段在平羌战争，他所采取的高压铁血政策遭到很多非议，包括同时代的名将张奂以及皇甫规等人。
羌战是东汉时代持续时间最久的战争，其背景之复杂，前文已经有述，到了段采取高压铁血政策镇压之后，东汉一百多年的羌乱方才比较平静，在段平羌之后十五年，西羌又发生战乱，但那时已经是黄巾起事，天下大乱的局面，羌人起事更多是受到中原战乱的影响。因此，从某种意义上说，段乃是东汉羌乱的终结者。
持续一个多世纪的羌战，给东汉帝国带来巨大的灾难，极大削弱国家的实力，成为东汉最大的祸患。平心而论，羌在实力与威胁上均远不如西汉时代的匈奴，可是造成的后果却更为严重。羌战的严重后果，其一是耗费了国家大量的人力财力，107～118年大羌乱时期，政府共耗费二百四十亿钱；之后，马贤征讨羌乱十余年间，又耗八十亿钱；而段仅在平定东羌一役中，便又耗费四十四亿钱的费用；其余时间段的耗费还不统计在内
皇甫规平羌事来尚未大功告成，便遭陷害，使得羌人也倍感惶恐，又联手反叛，乌吾羌攻打汉阳，酋豪滇那攻打武威、张掖、酒泉。到了163年时，羌人势力又转盛，蹂躏凉州，朝廷重新起用段为护羌校尉。
羌人们知道段的厉害，于是酋豪滇那、良多等酋豪三百余人，率大大小小三千余部族（羌人中大部族中又常分为许多小部族，所以数量极多）前来归降。拒绝归附的有当煎羌与勒姐羌等，仍然集结重兵，与段对抗。
段作战以剽悍著称，他是一名令羌人胆战心惊的名将。164年冬季，段率一万余人对当煎羌发动进攻，大破当煎羌，杀死其酋豪以下四千余人。第二年（165年）春天，段转而攻打勒姐部落，杀四百余人，投降者二千余人；与勒姐羌战事刚结束，段不等军队休整，便于夏季发动对湟中地带当煎羌的打击，但是首战失利，反而被当煎羌围困了三天三夜。段在夜色的掩护下，悄悄地穿越羌人的封锁线，从外围发动强攻，终于大破羌军，斩杀数千人。当煎羌被迫撤退，段作战风格是极为顽强，他的部队耐力极强，一路穷追猛打，辗转于山谷之间，从夏季打到秋季，没有一天不作战。经过数月的追剿，羌人饥困逃散，窜入武威。
自段担任护羌校尉以来，与羌人大小百余战，斩首二万三千级，俘虏数万人，缴获的牛马羊等八百余万头，降服羌人大小部族一万余个，段战攻卓著，被授予“都乡侯”。然而，段并没有象皇甫规那样，致力于消除羌战的根源，而是采取高压的手段，这使得段虽然在战场上百战百胜，但羌乱却始终不止。
桓帝延熹十年（167年，亦是灵帝永康元年），长安东北部的羌人（东羌）先零部落叛乱，西羌的当煎部落再度起兵。当煎羌四千余人打算攻击武威郡，段得知消息后，马不停蹄，率部疾进到鸾鸟（甘肃武威县南），遮击当煎羌，杀三千余人，斩其酋豪，至此，当煎羌一蹶不振，西羌战事告一段落。
与西羌相比，东羌对帝国的威胁更大，因为东羌的居住地靠近长安一带，可直接威胁帝国的心脏。在段大破西羌的同时，东羌先零部落对三辅（长安一带）发动猛攻，击破汉政府置于长安城附近的京兆大营与雍县大营，杀死汉军一千余人。同年十月，先零羌第二次发动对三辅的进攻，东汉朝廷紧急命使匈奴中郎将张奂驰援三辅。
张奂与段、皇甫规同为东汉晚期的名将，此人文武双全，而且为官清廉公正，与皇甫规是好友。张奂接到命令之后，火速派遣两名部将率军赶赴三辅，一个是司马尹端，另一位便是大家所熟知的大名鼎鼎的董卓。
尹端与董卓率军与先零羌苦战，大破先零羌，斩俘超过一万人。
东羌虽然是羌人区，但因为接近内地，并不由护羌校尉段管辖，而是由度辽将军与使匈奴中郎将负责管辖。在皇甫规被陷害之后，又重新得到朝廷的重用，出任度辽将军，张奂出任使匈奴中郎将。汉桓帝对皇甫规与张奂的招抚东羌的政策十分不满，因为东羌反反复复地叛了又降，降了又叛，他十分欣赏段的高压手段，便下诏征求段的意见：“先零东羌造恶反逆，而皇甫规、张奂手握强兵，却不能及时平定，朕想让你移兵东讨先零羌，不知是否合适？你可以仔细思考一下战略战术。”
段对皇甫规、张奂等人招抚羌人的政策很不满，于是便上书道：“皇甫规、张奂以为招降的方法，可以坐制强敌，而臣以为羌人狼子野心，难以用恩德收降，虽然羌人在势困之时会投降，但等我们大军一去，便重起反叛之心，对付他们的办法，只有以长矛挟肋、白刃加颈。以臣之见，必须要一劳永逸地解决羌人反复的问题，只要拔给五千精锐骑兵，一万步兵，外加三千辆战车，花上两三年的时间，足以平定羌乱，该项军事预算为五十四亿钱，可令群羌破尽。”
汉桓帝听了很高兴，批准段的计划。
永康二年（168年），段率一万精锐出彭阳，奇袭高平，与先零羌决战于逢义山，此时先零羌的力量仍然十分强大，人数上也超过段的部队，所以汉军上下有一种恐慌的情绪。段沉着冷静，命令长矛手排为三列，将强弩兵夹在其中，骑兵掩护左、右两翼，迎战先零羌军。临战前，段发表阵前演说，激励士兵，他对士兵们喊道：“现在我们在远离家乡数千里之外作战，勇敢前进则功业可成，怯懦后退则全军覆没，诸将士奋勇作战，以博得功名吧。”说罢放声长呼，众士兵莫不慨奋，一时间呼声震天。
段作为名将，决不仅仅在于善于用兵，他身先士卒，一马当先勇闯敌营，众将士在主将的表率下，无不奋勇杀敌，对敌方阵营发动猛烈的冲击。羌人虽然人数上占优，可是汉军士气旺盛，锐不可挡，最后羌军大败，被斩杀八千余人，二十八万头牲畜尽落入段之手。
这次辉煌的胜利奠定了胜利的基础。夏季，段深入作战，从桥门谷一路追击到走马水畔，一路打下来，取得了一连串的胜利。此时段接到情报，得知在奢延泽一带发现先零羌的军队，他立即率领轻骑兵日夜兼程，以一日二百余里的速度赶到战场，在清晨时分对羌人发起进攻，羌人哪曾料到段来得这么快，遗下累累尸体，其余的人一直逃到落川，才重新收集残余的部队。
段不想给羌人予喘息的机会。他兵分两路，由骑司马田晏率五千人从东面发动攻击，以假司马夏育率二千人从西面发动攻击。羌军派出六七千人迎战田晏的五千汉军，结果被打得丢盔卸甲，溃不成军，便急急地向令鲜水撤退。
段率主力火速推进到令鲜水畔，经过连续性的作战后，将士们已经十分疲惫，饥渴交加，大家都想好好喝点水，好好休息休息。然而段认为汉军疲困，羌军处境更加不妙，下令军队不得休息，摆好进攻的方阵，一鼓作气，在令鲜水河畔再次突击羌人，羌人又遭败绩，只得继续逃窜。
经过短暂的休整后，段继续清剿，他的顽强精神令人佩服，羌人被迫退向灵武谷地。段身披铠甲，率先攀登山地，士兵们无人敢落后，这近乎魔鬼般的超强度的军事行动，打造出一支钢铁般的军队。羌人再度被击败，落荒而逃。段率众军士追了三天三夜，这是长距离的步行，所有的士兵脚下都起了水泡，羌人可算见识如此不要命的汉军的将领了，羌人屡战屡败，撤到汉阳谷地。
这就是段的作战风格，其疾如风，其坚强如铁，其耐力天下无双，如此强大的战斗力，与段的卓越的领导能力息息相关。史书记载，段“行军仁爱，士卒疾病者，亲自瞻省，手为裹创。在边十余年，未尝一日蓐寝。与将士同苦，故皆乐为死战。”
段平定东羌即将大功告成。此时，张奂上书朝廷，认为：“东羌虽被击破，然而羌人还有众多部落，是不可能完全消灭他们的，段果敢却失于轻率，朝廷要考虑到胜负的局势并不是始终不变的，所以应施以恩德，招降羌人，如此才能长治久安，否则日后必后悔。”
张奂与皇甫规一样，作为一代名将，力主招抚羌人，他还认为：“羌人与汉人一样，皆禀承上天之气而生，所以不可杀尽，山谷广大，不能空无人烟，血流成河，将伤和致灾。”这无疑是变相地批评段的铁血政策。
有人认为张奂是因为妒嫉段的功劳而中伤他，但根据史料记载来看，张奂似乎不是这种类型的人，不论张奂是何出发点，出生入死的段听到他说的话，可以想象暴跳如雷的样子。
段也上书朝廷，大力攻击张奂，认为“张奂作为政府要员，身为武将，手握重兵，驻军两年，不能平定羌乱，凭空想要修文偃武，招降悍敌，真是荒谬绝伦。”他强调对羌人必须采取高压手段，必须要“建长久之策，欲绝其根本，不能使殖。”要改变赵充国、马援以来将羌人迁移到内地的作法，并认为赵充国、马援的政策是“种枳棘于良田，养虺蛇于室内”，乃是羌乱频发的根源。
朝廷似乎更倾向于张奂的建议，第二年（169年），朝廷派派遣谒者冯禅，前往汉阳郡，试图说服诸羌投降。
段不满意这个结果，他认为现在羌人走投无路，即使投降也只是暂时性的，地方政府没有强大的财力来供养这些羌人，所以只要有机会，他们还会起兵造反，不如一鼓作气，肃清东羌。段决意要进兵扫荡，为什以段敢于做出与朝廷决定相左的事情呢？
虽然东汉政府内部昏暗，但是绝不象宋明时代对武将控制得十分严厉，所以即使中枢系统十分混乱，权力斗争此起彼伏，但并没有真正影响到在外将领，因而东汉的军事实力虽然不如西汉，但对于汉帝国周边的蛮族而言，汉帝国仍旧是一个超级强国。在朝廷给段的诏书中，明确提出“军不内御”，也就是说，对段的军事行动，朝廷绝不遥控，这是继承一直以来“将在外君令有所不受”的传统。
段决心利用“军不内御”的指令，发动对东羌的最后打击。
夏季，准备就绪的段开始对东羌的最后一战。
当时东羌残余力量驻屯于凡亭山，段命令大军开进到离凡亭山四五十里处，然后以骑司马田晏、假司马夏育为先锋，率五千人马推进到山下，准备强攻东羌残余力量。
东羌与段军队是老对手了，对汉军相当的熟悉，见来了五千人马，知道只是段的先锋部队，便派人到汉军阵前，厉声喝道：“田晏、夏育都在这儿么？从湟中来的归义羌人也在这儿么？今天要跟你们一决生死！”
羌人破釜沉舟的勇气，令汉军士兵们不由得心生几分寒意。田晏不时给士兵们鼓舞士气，跟随段多年的田晏深知作为一名军事指挥官，激励部下是何等重要的事情。羌人倾巢而出，田晏率军沉着应战，经过殊死的战斗，终于大破羌军。羌军大败，溃不成军，向东逃到射虎谷。
羌人深知段的大军很快就会杀到这里，便派重兵把守住山谷中重要的进出口，严阵以待。段侦察地形之后，决心在这里将东羌力量一网打尽。为了防止羌人在溃败之后继续逃窜，段派出一千人砍伐树木，结为栅栏，构建一条长四十里、宽二十步的封锁线，同时派手下悍将田晏、夏育率七千久经沙场的精锐部队，乘天黑之际，在射虎谷西侧，衔枚登山，这支军队的战术水平真是达到炉火纯青的地步，如此规模的军事行动，羌人竟然毫无知觉。
田晏、夏育率军攀上山岭后，立即安营扎寨，挖掘壕沟，构筑防御工事，这里距离羌人大本营仅有一里之遥。田晏得手之后，段再派司马张恺领三千人，从东面攀登，这次行踪败露，羌人立即加强戒备，结果发现了田晏、夏育的潜伏兵团。
羌人立即投入战斗，涉过山间小河，向田晏、夏育的部队直扑过来。段马上率领自己的留守部队发动攻击，田晏、夏育从山谷西侧，张恺则从东侧钳击羌军。羌军大败，此时段所构建的封锁线起到作用，因为封锁线势必会迟滞羌人撤逃的速度，于是羌人漫无目的地向深山穷谷中溃逃，这正中了段的计谋。
段根本就不想让这些羌人有活路，战争最后成为一场屠杀，羌人剩余的一万九千人，全部被杀。只有一批东羌人活了下来，那就是东汉朝廷派冯禅前往招抚东羌时，有四千东羌人向冯禅投降，最后被安置在安定、汉阳、陇西。
从所具备的军事能力来看，段无疑是东汉时代最杰出的将领之一，他有领导力，有责任感，敢担当重任，在管理军队及行军作战上，段均有高人一等的本领，他是一个以身作责，身先士卒的统帅，所以他的士兵们在他的感染之下，无不奋勇。段在东汉诸将中，凶悍是其最典型的风格，吃苦耐劳、顽强的意志是其取胜的根本，杰出的军事天才则是其百战百胜的保障。
在平东羌之战中，羌军被杀达三万八千人，而汉军的阵亡人数仅仅是四百余人，在冷兵器作战时代，这不能不说是个令人瞠目结舌的战绩。然而段在汉代名将中知名度并不算太高，这是有原因的。其中一个原因是段一直被认为人品有些问题，因为他在朝中巴结宦官，东汉是一个极重个人气节的时代，士人君子与宦官集是势同水火，段在这点上便遭时人的非议，更糟糕的是，段还在党锢之乱中充当打手，逮捕了一千多名太学生，这成为他的一个污点；另外，段在平羌战争，他所采取的高压铁血政策遭到很多非议，包括同时代的名将张奂以及皇甫规等人。
羌战是东汉时代持续时间最久的战争，其背景之复杂，前文已经有述，到了段采取高压铁血政策镇压之后，东汉一百多年的羌乱方才比较平静，在段平羌之后十五年，西羌又发生战乱，但那时已经是黄巾起事，天下大乱的局面，羌人起事更多是受到中原战乱的影响。因此，从某种意义上说，段乃是东汉羌乱的终结者。
持续一个多世纪的羌战，给东汉帝国带来巨大的灾难，极大削弱国家的实力，成为东汉最大的祸患。平心而论，羌在实力与威胁上均远不如西汉时代的匈奴，可是造成的后果却更为严重。羌战的严重后果，其一是耗费了国家大量的人力财力，107～118年大羌乱时期，政府共耗费二百四十亿钱；之后，马贤征讨羌乱十余年间，又耗八十亿钱；而段仅在平定东羌一役中，便又耗费四十四亿钱的费用；其余时间段的耗费还不统计在内