凉州刺史郭闳想要与段颎共享战功，故意拖延阻止段颎，使军队不得前进。而义羌跟随征战很久了，都思念家乡故旧，于是一起反叛。
郭闳把罪责推到段颎身上，段颎因此被捕入狱，罚作苦工。羌虏更加猖獗，攻陷营坞，又互相勾结，扰乱各郡。
羌人的势力更加强盛，凉州几乎沦陷。冬天，朝廷再任段颎为护羌校尉，乘驿马赶到任所。
羌封眀、良多、滇那等豪帅三百五十五人率三千部落至段颎军前投降。当煎、勒姐种撤退后集结屯驻。冬天，段颎率兵一万余人将其击败，斩杀其大帅，杀死俘虏四千多人。
段颎开启穷追猛打延熹八年的时候段颎又进击勒姐种，斩首四百余级，投降的有二千多人。
夏天，进击当煎种于湟中，但被击败，被围困三天，段颎用隐士樊志张计策，悄悄在黑夜出兵，击鼓还战，大破羌军，杀虏几千人。
段颎在次穷打猛追，辗转山谷间，从春天到秋天，无日不战，敌人因此又饥又困，各自逃散，北去侵略武威一带。
段颎击败西羌，共斩首二万三千级，俘获数万人，马牛羊共八百万头，一万多部落投降。朝廷封其为都乡侯，食邑五百户。
两年后，当煎诸种又反，集合四千多人，想进攻武威，段颎又追击至鸾鸟，彻底击败他们，斩杀其主帅，斩首三千余级，西羌从此平定。
这时窦太后临朝当政，下诏说：“先零东羌历年为害，段颎从前陈述情况，认为必须扫灭。他履霜冒雪，白天晚上快速行军。身当矢石，使战士感奋。不到十天，敌寇便逃跑溃散，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，朝廷极为嘉赏他。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。”
窦太后任命段颎为破羌将军，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，羌兵分六七千人围攻田晏等，田晏等与其战斗，羌人溃散逃走。
段颎率军急进，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，羌人又溃散逃走。段颎尾追其后，羌人边战边退，一直追到灵武谷，段颎披