班超是个胸有大志、勤奋好学的人。在少年时代，他读了不少古代书籍，其中深深感染了他的是张骞通西域的故事。班超非常仰慕西汉的张骞，他立志要像张骞那样为国为民干一番事业来。
当时，住在蒙古高原的北匈奴贵族经常带兵进攻东汉北方郡县，焚烧城邑，抢人、抢牲口；还控制了西域各族政权，强行征收贡赋，并断绝了西域与东汉之间的交通。西域是指甘肃玉门关和阳关以西，葱岭以东，新疆天山南北等地区。西域有大大小小几十个政权。西域方面曾多次派使者到洛阳，请求东汉政府派兵驱逐匈奴的势力。
班超像汉明帝时，国力强盛，汉朝决心解除北匈奴的威胁，扫除和东汉之间交通的障碍。消息传到洛阳，班超慨然扔下手中的笔，感叹到：“大丈夫没有别的志愿和谋划，还是应当以张骞为榜样，立大志，在异域建立功勋，博取封侯，怎能长期生活在笔砚之间呢？”从此他毅然投笔从戎。
窦固很赏识班超的才能。不久，东汉政府为了恢复和西域各国的交往，决定派官吏前往。窦固便派班超出使西域。
班超奉命出使。他率领三十六名士吏首先到达西域的鄯善（今新疆若羌）。起初，鄯善王热情地款待班超一行人。可是过了几天，鄯善王的态度忽然变得疏远起来。班超心中犯疑，心想其中必有缘故。后来他从侍者口中了解到，原来是匈奴的使者带兵到鄯善已经三天了，正在鄯善进行活动。鄯善王迫于匈奴人的威胁，不敢再与汉朝的使者亲近了。班超立即召集随行的三十六人商量对策。他分析了他们当时的处境，说：“假如鄯善王把我们交给匈奴人，那将死无葬身之地，不入虎穴，焉得虎子，现在只有以死相拼。咱们乘夜杀了匈奴人，这样才能逢凶化吉。”
班超率军讨伐匈奴当晚，夜深之后，班超率领三十六名吏士向匈奴营舍发动了袭击。他命令十名士兵带着军鼓，潜伏到匈奴营舍后面；其余的人带着刀弓箭弩，来到营舍前面。看到时机成熟，班超命令士兵沿着营舍周围点火。当天恰巧狂风骤起，又是顺风放火，风借火势，火借风威，整个营舍顿时燃烧起来。营舍后面的十名士兵立即拼命击鼓，大声喊叫，以张声势。匈奴使者从梦中惊醒，惊慌失措，四散奔逃。班超等人乘乱斩杀匈奴使者，班超亲手杀了三个，吏士们杀了匈奴使者及随从三十多人，剩下的一百多人全部被烧死了。
天一放亮，班超带领随从提着匈奴使者的人头去见鄯善王。这一果断的行动粉碎了匈奴使者的阴谋，也使鄯善王下决心与匈奴决裂，一心与东汉复通和好。
班超的智勇双全，深得东汉政府赏识。朝廷又命班超作为汉朝使者继续西行到达于阗。这次班超早有思想准备，他以鄯善国为例，先打消了于阗王的顾虑，争取了于阗王。于阗王主动杀了匈奴贵族派在那里的“监护”使者，与东汉和好。
西域的另一古国龟兹，国王在匈奴贵族的支持下，仗势欺负疏勒国，派人把疏勒国王杀死，另立龟兹人兜题为王。公元74年，班超到达疏勒，他派部下杀了兜题，平息了疏勒的政变，随后召集文武大臣，重新扶立原来疏勒王室的人为王，班超的举动，赢得了疏勒人的拥护，使班超在西域获得了很高威望。
经过班超的努力，西域大部分地区与东汉重新建立了互相信赖的友好关系。西域各国从王莽执政时期起，跟汉朝不相往来已经有六十五个年头了。到了这时候，才恢复张骞通西域时，双方通商的局面。
公元75年，匈奴又大举进攻西域，东汉政府命班超从西域撤回，但西域人民都不愿他离开。疏勒人听说班超要回汉朝，举国忧恐；于阗王侯大臣也极力挽留他，抱着班超坐骑前腿哭泣着不放他走，班超只得又留下来，回到了疏勒。
从公元73年到公元102年的近三十年中，班超始终留在遥远的西域。尽管东汉政府派兵几次打败匈奴的进攻，但当时匈奴贵族的势力仍很大，经常对西域各小国进行威胁煽动，使这些小国的态度变化无常，而班超的处境则既困难又危险。但班超有勇有谋，能言善辩，恩威并举。他注意团结弱小，依靠主张与汉和好的于阗、疏勒等小国，打击为匈奴贵族效力的龟兹等国的上层分子，使西域各国纷纷归汉，加强了中原地区与西域各国的交往，通往西方的、中西文化、经济交流的要道——丝绸之路，重新畅通。班超因功被任命为西域都护，封“定远侯”。