速行军。身当矢石，使战士感奋。不到十天，敌寇逃跑溃散，尸体相连，活捉不少，掳获无法统计。洗雪了百年来的败恨，安慰了忠将的亡魂，功劳显著，我极为嘉赏他。等到东羌完全平定，应当一起记他的功勋。现在暂时赐段颎钱二十万，用他家一人为郎中。”同时下令中藏府调拨金钱彩物，增助军费。任命段颎为破羌将军。夏天，段颎再追击羌出桥门，到走马水上。不久，听到消息，虏在奢延泽，于是率轻快部队快速前进，一日一夜走二百多里，早晨追到贼，击败了他们，剩下来的寇虏，逃到落川，又集合起来。段颎于是分别派骑司马田晏率五千人出其东面，假司马夏育带二千人绕其西面，羌分六七千人围攻田晏等，田晏等与虏寇战斗，虏寇溃散逃走。

段颎急进，与田晏等一起追击于令鲜水上。段颎士卒又饥又渴，于是命令部队齐头并进，夺其水，虏又溃散逃走了。段颎尾追其后，虏边战边退，一直追到灵武谷。段颎披甲率先上阵，战士没有敢于不前的。羌虏大败，丢弃武器逃走。追击三天三夜，战士的脚走得起了层层厚茧。追到泾阳，余寇四千部落，全部分散进入汉阳山谷之间。这时张奂上言：“东羌虽破，余种还不易消灭，段颎性情轻浮而果敢，担心他吃败仗，难保常胜。应当用恩招降，才没有后悔。”诏书下达段颎。段颎又上言说“：我本来知道东羌虽然兵多，但软弱容易制服，所以近陈愚见，想为永久安宁计。而中郎将张奂说虏强不易击败，应当招降。皇上圣明，相信并采纳了我的无见之言，使我的谋划得以实现，张奂的计策不用。事实表明，与张奂所说的相反，张奂于是心怀猜恨。信了叛羌的话，而又修改了他们原来的词意，说我的兵多次伤败，又说羌也是秉天之一气所生，是杀不尽的，山谷广大，不可空静，血流遍野，伤和气，招灾祸。我想周秦之际，戎狄为害；光武中兴以来，羌寇很强盛，杀也杀不尽，已经投降，又反叛。现在先零杂种，反复无常，攻陷县邑，剽劫人物，掘冢抛尸，不管生的死的，都受他们的祸害，老天震怒，借我的手以讨伐。

从前邢国无道，卫国讨伐它，出兵而天降霖雨，解缓了旱灾；我进军经炎热的夏天，接连不断获得好雨，年岁丰收，人民没有疾疫。上占天心，不降灾伤；下察人事，很得人心，所以能够打胜仗。自桥门以西、落川以东，原来的官府县邑，连续不断，不是深险绝域的地方，兵车骑兵行走安全，没有伤败。张奂为汉朝官吏，身为军官，驻军两年，不能平定寇乱，只想修文，不想用武，招降凶猛的敌人，荒诞无稽的空话，大而无当。为什么这么说呢？从前先零寇边，赵充国把他们迁到内地；煎当扰边境，马援把他们徙到三辅，开始归服，最后还是叛变了，至今为害。所以有远大眼光的人，认为这是最可忧患的。现在边郡户口稀少，屡次被羌侵害，想要投降的寇虏与平民杂居，正如种植多刺的枳木和棘木于良田中，养毒蛇于室内一样，多么危险啊！所以我遵奉大汉的声威，建立长久的策略，要斩断根本，不能让其再度繁殖生长，原来计划三年的费用五十四亿，现在还刚刚一年，花耗不到一半，余寇已成残焰，不久即可消灭。我每奉诏书，军队在外，不可由内指挥，希望完全如这句话说，任我专责，临机应变，不失权宜。”

二年(168)，诏派谒者冯禅劝说汉阳散羌投降。段颎认为正是春播时间，百姓都在田野劳动，羌虽然暂时投降，公家没有粮食，羌虏一定再要为盗贼，不如乘虚进兵，势必消灭。夏天，段颎自己进营，离羌驻扎的凡亭山四五十里，派田晏、夏育率领五千人据守山上。羌虏全军发起攻击，厉声问说：“田晏、夏育在这里不？湟中投降的羌都在何面？今天要决一生死。”军中害怕，田晏等激励士兵，拚命大战，打败了羌虏。羌军溃散，向东逃跑，又聚集在射虎谷，分兵把守各谷上下门。

段颎计划一举消灭，不使他们再逃散了，于是派千人在西县结木为栅，广二十步，长四十里，阻拦他们。分派田晏、夏育率七千人，悄悄地黑夜上西山，构筑阵地，离羌虏一里许。又派司马张恺等率三千人上东山。羌虏于是发觉了，向田晏等进攻，分别遮堵汲水道。段颎自己率步兵、骑兵进击水上。羌虏退走，因与张恺等挟东西山，挥兵进击，羌虏大败溃散。段颎追至谷上下门穷山深谷之中，处处击破。斩其主帅以下一万九千级，获牛马骡驴毡裘庐帐什物，不可胜数。冯禅所招降的四千人，分别安置在安定、汉阳、陇西三郡，至此东羌全部平定。共一百八十战，斩敌首三万八千六百余级，获牛马羊骡驴骆驼四十二万七千五百余头，用费四十四亿，军士死四百余人。段颎改封新丰县侯，邑万户。

段颎行军仁爱，士卒有疾病，亲自慰问、裹伤。在边境十多年，没有睡过一晚好觉。与将士同甘共苦，所以军士都愿为他死战。