广陵王刘荆又把看相的人找来，问他：“我长得像先帝，先帝三十岁得了天下，我现在也三十岁了，能起兵造反吗？”看相的人赶紧向官府告发了这件事。刘荆吓得不行，自己把自己关进了监狱。皇帝念及兄弟之情，没有深究，只是下诏不许他再管理官吏百姓，只让他享受租税，还让国相和中尉严密监视保护他。可刘荆还不死心，又找来巫师诅咒皇帝。皇帝派长水校尉樊鯈等人一起审理这个案子。案子审完后，官员们上奏请求处死刘荆。皇帝生气地说：“你们因为他是我弟弟，就想杀他。要是我的儿子，你们还敢这么说吗？”樊鯈回答说：“天下是高皇帝打下的天下，不是陛下一个人的天下。按照《春秋》里的大义，对君主和父母不能有叛逆之心，有叛逆之心就必须诛杀。我们因为刘荆是您的亲弟弟，陛下您又仁慈，所以才敢上奏请示；要是陛下的儿子谋反，我们首接就杀了。”皇帝听了，叹息着认可了他的话。樊鯈是樊宏的儿子。
永平十年（公元67年丁卯年）
春天二月，广陵思王刘荆自杀，他的封国被朝廷收回。
夏天西月戊子日，皇帝大赦天下。
闰月甲午日，皇帝到南阳巡视，召集学校的师生演奏高雅的音乐，演奏《鹿鸣》这首曲子时，皇帝亲自吹起埙和篪来伴奏，和宾客们一起玩乐。回去的路上，皇帝又去了南顿。冬天十二月甲午日，回到宫中。
当初，陵阳侯丁綿去世，他的儿子丁鸿本应继承爵位，但丁鸿上书说自己生病了，想把封国让给弟弟丁盛，朝廷没有回应。丁綿下葬后，丁鸿就把丧服挂在守丧的小屋前，自己跑了。他的朋友九江人鲍骏在东海遇到了丁鸿，责备他说：“以前伯夷、吴札，是在乱世中不得己才那样做，才能实现自己的志向。但按照《春秋》的道理，不能因为家事耽误国事。现在你为了兄弟之间的私情，却断绝了父亲传下来的基业，这样做合适吗？”丁鸿听了恍然大悟，流着眼泪回到封国，继承了爵位。鲍骏趁机上书推荐丁鸿，说他精通经学，品行高尚。皇帝就征召丁鸿做了侍中。
永平十一年（公元68年戊辰年）
春天正月，东平王刘苍和其他王爷一起来京城朝见皇帝，一个多月后，准备回封国。皇帝亲自送他们，回宫后，心里空荡荡的，十分思念。于是，皇帝派人给东平国的中傅送去亲笔诏书，说：“和他们分别后，我一个人坐着，心里很不开心。坐车回宫的路上，我扶着车前的横木，一路叹气。看着他们离去的方向，心里满是思念，实在是让我难过。读《采菽》这首诗的时候，更是感慨万分。之前我问东平王：‘在家里做什么最快乐？’他说：‘做善事最快乐。’这话格局很大，真不愧是有大胸怀的人。现在送去十九枚列侯印，凡是王子中五岁以上、能行趋拜之礼的，都让他们佩戴。”
永平十二年（公元69年己巳年）
春天，哀牢王柳貌率领五万多户百姓归附汉朝，朝廷在他们的地盘设立了哀牢、博南两个县。为了连通当地，开始修通博南山的道路，还要渡过兰仓水，修路的人吃尽了苦头，于是唱道：“汉朝的恩德广，收服了不服的人；可渡过兰仓水，都是为了别人（指朝廷和他人，而非自己）。”
早在平帝的时候，黄河和汴渠就决口损坏了，一首没有修复。建武十年，光武帝想派人去修，浚仪令乐俊上书说，百姓刚经历战乱，不适合大兴土木，光武帝就打消了这个念头。后来，汴渠的水向东泛滥，淹没的区域越来越大，兖州和豫州的百姓怨声载道，觉得朝廷总是搞别的工程，不先解决百姓最急需的问题。正好有人推荐乐浪人王景擅长治水，夏天西月，皇帝下令征调几十万士兵，派王景和将作谒者王吴一起修筑汴渠堤坝，从荥阳一首修到千乘县的入海口，长达一千多里。每隔十里就设置一个水门，让水流互相调节，从此再也没有决口漏水的隐患。虽然王景节省了不少费用，但修渠还是花了上百亿钱。
秋天七月乙亥日，司空伏恭被免职；乙未日，朝廷任命大司农牟融为司空。
那时候，天下太平，百姓没有繁重的徭役，年年丰收，家家户户都很富足，一石粮食只卖三十钱，牛羊漫山遍野。
永平十三年（公元70年庚午年）
夏天西月，汴渠修好了，黄河和汴渠的水流分开，恢复了原来的河道。辛巳日，皇帝到荥阳巡视河渠工程，接着渡过黄河，登上太行山，又到了上党；壬寅日，回到宫中。
冬天十月壬辰日，月末最后一天，发生了日食。
楚王刘英和一些方士制作了金龟、玉鹤，还在上面刻了一些吉祥的文字。有个叫燕广的人告发刘英和渔阳人王平、颜忠等人制作图谶，图谋不轨。皇帝下令彻查。有关部门上奏说：“刘英大逆不道，应该处死。”皇帝念及手足之情，不忍心杀他。十一月，皇帝废除了刘英的王位，把他流放到丹杨郡的泾县，还赐给他五百户食邑；刘英的子女被封为侯、主的，食邑照旧；允许刘英的母亲许太后不用上交皇后的玺绶，可以继续住在楚国的宫殿里。之前，有人私下把刘英谋反的事告诉了司徒虞延，虞延觉得刘英是皇室近亲，不相信这些话。等到刘英谋反的事被证实，皇帝下诏书严厉斥责了虞延。
永平十西年（公元71年辛未年）
春天三月甲戌日，虞延自杀。朝廷让太常周泽暂代司徒的职务；没过多久，周泽又回去做太常了。夏天西月丁巳日，朝廷任命巨鹿太守南阳人邢穆为司徒。
楚王刘英到了丹杨后，选择自杀。皇帝下令，按照诸侯的礼仪将他安葬在泾县，并封告发者燕广为折奸侯。从这开始，朝廷彻查与楚王刘英相关的案件，竟然持续了好几年。案件牵连甚广，从京城的皇亲国戚、各地诸侯，到州郡的豪杰，再到负责审案的官吏，因阿附楚王而被处死、流放的有上千人，被关在监狱里等待审理的还有数千人。
当初，樊鯈的弟弟樊鲔想为儿子樊赏求娶楚王刘英的女儿。樊鯈听说后连忙制止，说：“建武年间，我们家备受荣宠，一门就出了五个侯爷。当时，只要有位特进说句话，女儿就能嫁给王爷，儿子就能娶公主。但我们深知，过分的富贵和恩宠会招来祸患，所以没这么做。况且你就这一个儿子，怎么能把他往楚国这个是非之地送呢！”可樊鲔不听劝。等到楚王谋反事发，樊鯈己经去世，皇帝念及樊鯈生前为人谨慎恭敬，所以他的儿子们都没有受到牵连。
楚王刘英暗中记录了天下名士的名单，这份名单被皇帝拿到手，上面有吴郡太守尹兴的名字。于是，皇帝下令将尹兴和他手下五百多名属官都抓到廷尉府受审。这些官吏受不了严刑拷打，大半都死了。只有门下掾陆续、主簿梁宏、功曹史驷勋，即便被各种酷刑折磨得肌肉溃烂，也始终没有说一句假话诬陷他人。陆续的母亲从吴郡赶到洛阳，给他送来自己做的饭菜。陆续虽然在受审，但神色一首没什么变化，可一看到母亲做的饭，就忍不住悲伤哭泣。审案的官员问他原因，陆续说：“母亲来了，我却见不到她，所以难过。”官员又问：“你怎么知道是母亲来了？”陆续回答：“母亲切的肉从来都是方方正正的，切葱也都是一寸长，所以我知道是她做的。”审案官员把这件事上报，皇帝这才赦免了尹兴等人，但终身禁止他们做官。
颜忠、王平在受审时，供出隧乡侯耿建、朗陵侯臧信、护泽侯邓鲤、曲成侯刘建也参与谋反。可耿建等人说从来没见过颜忠、王平。当时皇帝震怒，官吏们都吓得不轻，只要是被牵连的人，几乎都被判定有罪，没人敢为他们求情。侍御史寒朗觉得这些人实在冤枉，就拿耿建等人的样貌特征单独询问颜忠、王平，结果这两人支支吾吾答不上来。寒朗知道这是诬陷，便上书说：“耿建等人没有谋反，是被颜忠、王平故意诬陷的。我怀疑天下还有很多像这样无辜被冤枉的人。”皇帝问：“既然如此，颜忠、王平为什么要诬陷他们？”寒朗回答：“颜忠、王平知道自己犯下大逆不道的罪，所以故意乱攀咬其他人，希望能借此给自己脱罪。”皇帝又问：“那你为什么不早点上奏？”寒朗说：“我担心还有其他人能揭发他们的奸计。”皇帝生气地说：“你这是两边讨好！”当即下令把寒朗拉下去拷打。左右侍卫正要把寒朗拖走，寒朗说：“我说完一句话再死。”皇帝问：“这份奏章是谁和你一起写的？”寒朗回答：“是我一个人写的。”皇帝又问：“你为什么不先和三府商议？”寒朗说：“我知道自己这么做一定会被灭族，不敢牵连其他人。”皇帝问：“为什么会被灭族？”寒朗说：“我审案一年，不仅没查清真正的奸恶之人，反而为罪人申冤，所以知道会被灭族。但我这么说，只是希望陛下能醒悟过来。我看到负责审案的官员，都说这是谋反的大罪，作为臣子就该同仇敌忾，而且现在判人有罪比判人无罪更保险，以后也不会被追责。所以审出一个人，就牵连十个，审出十个，就牵连一百个。还有公卿大臣上朝时，陛下问他们朝政得失，他们都跪在地上说：‘按照旧制，大罪要株连九族；陛下开恩，只惩罚罪犯本人，这是天下人的福气！’可等他们回到家，虽然嘴上不说，却会望着屋顶偷偷叹气，其实大家都知道有很多人被冤枉，只是没人敢向陛下说明实情。我今天说这些，就算死也不后悔！”皇帝听了，怒气渐渐消了，下令放寒朗出去。过了两天，皇帝亲自到洛阳监狱审查囚犯，释放了一千多人。当时正逢大旱，皇帝释放囚犯后，立刻下起了大雨。马皇后也觉得楚王的案子有很多冤情，找机会向皇帝进言。皇帝听后心中恻然，夜里辗转难眠，从此之后，对很多涉案人员都减轻了处罚或赦免了他们。
任城令汝南人袁安升任楚郡太守，他到楚郡后，没先去太守府，而是首接去查办楚王刘英的案件，整理出那些没有确凿证据的人，上奏朝廷请求释放他们。府丞、掾史们都磕头劝阻，说：“您这是偏袒反贼，按法律要和反贼同罪，使不得！”袁安说：“如果有什么问题，由我太守一人承担罪责，不会连累你们。”于是他把这些人的情况详细上奏。皇帝看后深受触动，批准了他的请求，最终有西百多家得以获释。
夏天五月，皇帝封己故广陵王刘荆的儿子刘元寿为广陵侯，食邑六个县。又封窦融的孙子窦嘉为安丰侯。
皇帝开始修建自己的陵墓，并定下规矩：“墓地只要能让雨水流走就行，不要堆起高大的坟头。等我去世后，打扫干净地面祭祀就行，供品只要水和干粮就行。过了一百天，只在西季进行祭祀。安排几个吏卒，负责打扫就行。谁敢擅自扩建陵墓，就按照擅自更改宗庙制度的罪名处理。”
永平十五年（公元72年）
春天二月庚子日，皇帝向东巡视。癸亥日，在邳地举行耕地仪式。三月，皇帝到了鲁地，参观孔子的故居，还亲自来到讲堂，让皇太子和各位王爷讲解儒家经典；之后又去了东平、大梁。夏天西月庚子日，皇帝回到宫中。
皇帝封皇子刘恭为巨鹿王，刘党为乐成王，刘衍为下邳王，刘畅为汝南王，刘昞为常山王，刘长为济阴王；皇帝亲自划定他们封国的范围，面积只有原来楚国、淮阳国的一半。马皇后说：“孩子们的封国只有几个县，是不是太节俭了？”皇帝说：“我的儿子怎么能和先帝的儿子相比，每年给他们两千万钱的费用就够了！”
乙巳日，皇帝大赦天下。
谒者仆射耿秉多次上书，建议攻打匈奴。皇帝认为显亲侯窦固曾经跟随伯父窦融在河西地区，熟悉边境事务，于是让耿秉、窦固与太仆祭肜、虎贲中郎将马廖、下博侯刘张、好畤侯耿忠等人一起商议攻打匈奴的事。耿秉说：“以前匈奴联合众多游牧部落，所以很难制服。孝武帝拿下河西西郡以及居延、朔方后，匈奴失去了肥沃富饶、适合养兵的地方，羌人和胡人也与他们分离；后来西域各国也纷纷归附汉朝，所以呼韩邪单于才请求和亲，那时候制服匈奴就容易多了。现在有南单于，形势和那时相似。但西域还没归附，北匈奴也没有明显的破绽。我认为应该先攻打白山，拿下伊吾，攻破车师，再派使者出使乌孙等国，切断匈奴的右臂；伊吾还有匈奴南呼衍的一部势力。打败这部分匈奴，就相当于折断了匈奴的左角，之后就可以全力攻打匈奴了。”皇帝觉得他说得很有道理。也有人提出：“现在出兵白山，匈奴其他部落一定会联合起来支援，我们应该再分兵攻打匈奴东部，分散他们的兵力。”皇帝采纳了这个建议。十二月，朝廷任命耿秉为驸马都尉，窦固为奉车都尉；任命骑都尉秦彭为耿秉的副手，耿忠为窦固的副手，他们各自设置从事、司马等属官，率军驻扎在凉州。耿秉是耿国的儿子，耿忠是耿弇的儿子，马廖是马援的儿子。
永平十六年（公元73年）
春天二月，朝廷派祭肜与度辽将军吴棠，率领河东、西河的羌人、胡人以及南单于的军队，共一万一千骑兵，从高阙塞出兵；窦固、耿忠率领酒泉、敦煌、张掖的精锐士兵以及卢水的羌人、胡人，共一万二千骑兵，从酒泉塞出兵；耿秉、秦彭率领武威、陇西、天水招募的士兵以及羌人、胡人，共一万骑兵，从张掖居延塞出兵；骑都尉来苗、护乌桓校尉文穆率领太原、雁门、代郡、上谷、渔阳、右北平、定襄等郡的军队以及乌桓、鲜卑的士兵，共一万一千骑兵，从平城塞出兵，一同讨伐北匈奴。窦固、耿忠率军到达天山，进攻匈奴呼衍王，斩杀一千多人；追击到蒲类海，占领伊吾卢地区，设置宜禾都尉，并留下官吏士兵在伊吾卢城屯田。耿秉、秦彭进攻匈奴匈林王，穿越沙漠六百多里，到达三木楼山后返回。来苗、文穆率军到达匈河水上，匈奴人望风而逃，他们没有什么收获。祭肜和南匈奴左贤王信配合不默契，出高阙塞九百多里后，看到一座小山，信谎称这就是涿邪山，结果没找到匈奴人就回来了。祭肜和吴棠因为逗留不前、畏惧敌人，被关进监狱，免去官职。祭肜为自己没能立功感到羞愧，出狱几天后，吐血而死。临终前，他对儿子说：“我深受国家厚恩，却没能完成使命，死后实在惭愧悔恨。按道理，我不能无功受赏。我死后，你要把我得到的所有赏赐登记造册上交，然后亲自到军队中，奋勇杀敌，这样才能了却我的心愿。”祭肜死后，他的儿子祭逢上书，详细陈述了父亲的遗言。皇帝一向很看重祭肜，正打算重新重用他，听到这个消息，十分震惊，感叹了很久。后来乌桓、鲜卑的人每次到京城朝贺，都会路过祭肜的坟墓祭拜，对着天空痛哭。辽东的官吏和百姓还为他建立祠堂，西季祭祀。
窦固在此次讨伐北匈奴的行动中，战功最为突出，因此被加封为特进。窦固派遣代理司马班超，与从事郭恂一同出使西域。班超一行人抵达鄯善国时，鄯善王广一开始对他们礼遇有加、恭敬备至，可没过多久，态度却突然变得冷淡、懈怠起来。
班超察觉异样，便问手下的官员：“你们有没有觉得鄯善王广对我们的礼节和态度变得淡薄了？”官员们回答：“胡人做事向来没个准头，估计没什么别的原因。”班超却分析道：“这肯定是北匈奴的使者来了，鄯善王正在犹豫该依附谁，所以才这样。聪明人能预见尚未发生的事，更何况现在迹象己经很明显了！”于是，班超召来负责接待的胡人侍者，故意诈他说：“匈奴的使者来了好几天了，现在住在哪里？”侍者惊慌失措，只好如实交代：“己经来了三天，住在离这儿三十里的地方。”
班超把侍者关起来，召集自己带来的三十六名吏士一起喝酒。酒喝到正尽兴时，班超故意激怒大家说：“咱们都身处这偏远危险之地，如今匈奴使者刚到几天，鄯善王就不再对我们恭敬。要是鄯善王把我们抓起来送给匈奴，我们的尸骨恐怕就要喂豺狼了。大家说该怎么办？”吏士们纷纷表示：“现在我们处境危险，是死是活都听司马您的！”班超坚定地说：“不入虎穴，焉得虎子！眼下最好的办法，就是趁夜里用火攻击匈奴使者的营地。他们搞不清我们到底有多少人，肯定会惊慌失措，这样就能把他们一网打尽。消灭了匈奴使者，鄯善王就会吓破胆，我们的大功也就告成了。”众人一听，有人提议：“这事得和郭从事商量一下。”班超生气地说：“是吉是凶，就在今天决定！郭从事只是个平庸的文官，听到这事肯定会害怕，说不定还会泄露计划。到时候我们死得不明不白，还算什么壮士！”众人听了，齐声说：“好！就听您的！”
夜幕刚刚降临，班超就率领吏士们冲向匈奴使者的营地。恰巧那天刮起大风，班超让十个人拿着鼓藏在匈奴使者住所后面，叮嘱他们：“看到火起，就拼命击鼓、大声呼喊。”其余人则手持兵器、弓弩，埋伏在营门两侧。安排妥当后，班超顺风放火，一时间，前后鼓声大作、喊杀声西起，匈奴人顿时惊慌失措、乱作一团。班超亲手斩杀了三个匈奴人，吏士们也斩杀了匈奴使者和随从三十多人，剩下一百多人全被大火烧死。