如今有這樣一個既能饒竇憲一命，又能為漢朝建功立業的機會，她自然不會放過。
於是，竇太后不顧部分大臣的反對，同意了竇憲的請求，任命他為車騎將軍，佩金印紫綬，配備的屬官規格堪比司空，又任命執金吾耿秉為副將，率領大軍出征北匈奴。
永元元年（89年），竇憲率領大軍出征。這支軍隊堪稱“多國部隊”——不僅有漢朝的北軍五校、黎陽營、雍營計程車兵，還有緣邊十二郡的騎士，以及南匈奴、烏桓、羌胡等部落的軍隊，總計三萬餘人。
三路大軍分別從雞鹿塞、滿夷谷、稠陽塞出兵，在涿邪山會師。
竇憲親自率領精銳騎兵一萬餘人，與北匈奴單于在稽落山展開決戰。
這一戰，竇憲展現出了驚人的軍事才能。
他雖然是外戚出身，之前沒打過什麼大仗，但在戰場上卻極具決斷力。
面對兇悍的北匈奴騎兵，竇憲指揮若定，將士們奮勇殺敵，北匈奴軍隊根本抵擋不住，很快就潰不成軍，北單于帶著殘部倉皇逃走。
竇憲沒有就此止步，而是率領大軍乘勝追擊，深入瀚海沙漠三千里，一直打到私渠比鞮海（今蒙古國烏布蘇諾爾湖）。
此役，漢軍斬殺北匈奴名王以下一萬三千餘人，俘獲馬、牛、羊、駱駝等牲畜百餘萬頭，北匈奴八十一部、二十餘萬人相繼歸降。
當大軍推進到燕然山（今蒙古國杭愛山）時，竇憲停下了腳步。
這座山距離漢朝邊境三千餘里，是漢軍出征以來到達的最遠端。
站在山頂，望著一望無際的漠北草原，竇憲心中感慨萬千。
為了紀念這場曠世奇功，竇憲命令中護軍班固撰寫銘文，刻在燕然山的岩石上，這就是著名的《封燕然山銘》。
銘文寫道：“鑠王師兮徵荒裔，剿兇虐兮截海外，敻其邈兮亙地界，封神丘兮建隆嵑，熙帝載兮振萬世。”
短短數語，盡顯大漢天威，也記錄下了竇憲人生中最輝煌的時刻。
“燕然勒石”從此成為中國歷史上武將的最高榮譽之一，與“封狼居胥”齊名。
南朝宋史學家范曄在《後漢書》中評價，竇憲率領的是羌胡邊雜之師，卻一舉蕩平朔漠，其功績遠超衛青、霍去病——要知道，衛青、霍去病當年率領的是強漢精銳，還耗費了國家大量財力，而竇憲只用了一支拼湊起來的軍隊，就達成了前人未能完成的偉業。
班師回朝後，竇憲的罪自然被一筆勾銷。
竇太后大喜過望，下詔封竇憲為大將軍，地位在太傅之下、三公之上，還封他的弟弟竇篤為郾侯、竇景為汝陽侯、竇瓌為夏陽侯。
此時的竇憲，權傾朝野，達到了人生的巔峰。
但他並沒有停下征戰的腳步。永元二年（90年），竇憲派副校尉閻盤率領兩千騎兵，重新佔領了被北匈奴控制的伊吾（今新疆哈密），車師國前後王見狀，紛紛派遣王子到漢朝充當人質，歸附漢朝。
永元三年（91年），竇憲再次下令出兵，派遣左校尉耿夔、司馬任尚等人率領大軍出居延塞，深入漠北五千餘里，在金微山（今阿爾泰山）包圍了北匈奴單于的殘餘勢力。
這場戰役打得極為慘烈，漢軍大破北匈奴軍隊，斬殺五千餘人，俘獲了北匈奴單于的母親閼氏，北單于本人則不知所蹤。
這一戰，徹底擊潰了北匈奴的主力。
從此，北匈奴在中國歷史上的影響力完全消失，其殘餘部眾被迫西遷，引發了歐洲歷史上的民族大遷徙，間接改變了世界歷史的走向。而漢朝的邊境，也迎來了長久的和平。
憑藉著平定北匈奴的曠世奇功，竇憲的權勢達到了無人能及的地步。
他以大將軍之職總攬朝政，身邊聚集了一大批親信黨羽——耿夔、任尚是他的爪牙，鄧疊、郭璜是他的心腹，就連班固、傅毅這樣的文壇大家，也成了他的幕僚，為他撰寫文章，歌功頌德。
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