包头)，其部众被汉光武帝安置在云中、五原、朔方、北地、定襄、雁门、上谷、代八郡，在今天内蒙河套、山西北部一带。次年，南单于遣军一万攻打北匈奴，生擒北匈奴左贤王。北单于震恐，后撤千余里，所属三万余人归附。
50年，光武帝派人出使南匈奴，南单于接见，使者命其趴在地上拜接诏书，南单于心里虽不愿意，但也只得下拜，可见此时的南匈奴汗国虽然有其政权，但形势同附属国无异。汉朝又设置使匈奴中郎将监护南匈奴，一可保护南匈奴安全，二可参与匈奴内部事务。同年夏天，南单于所俘获的北匈奴左贤王不愿臣服汉朝，率部三万余人北逃，后发生内杠，相互袭击，左贤王自杀，仅剩三千部众南归，又被北匈奴截获。同年南匈奴南迁王庭于美稷县(今内蒙古准格尔旗西北)。
此时的南匈奴已为汉朝藩屏，依旧设立诸部落王，帮助东汉捍戍北部边疆，部落王皆领部众，驻守在边郡各处。北单于见南匈奴得到汉朝庇护，十分惶恐，送回此前所掠夺得汉民以示善意。史书称北匈奴每次入寇攻打南匈奴，经过汉朝边塞之时，都会道歉：“自击亡虏日逐(比最初为匈奴日逐王)耳，非敢犯汉民。”
同一时期，最初生活在东北的鲜卑人南迁至辽东塞外，辽东太守祭肜以财物引诱鲜卑首领偏何攻击匈奴，将人头献与官府接受赏赐。“其后岁岁相攻，辄送首级，受赏赐。自是匈奴衰弱，边无寇警，鲜卑、乌桓并入朝贡。”(《资政通鉴眠44》)东汉北部边防形势得以好转。
73年，东汉明帝派遣祭肜、窦固等将领，联合南匈奴、羌、乌桓等军讨伐北匈奴，北单于逃往漠北，除窦固之外，各路大军无甚斩获。同年，东汉遣班超出使西域，原先臣服于匈奴的各国开始转投东汉，又以窦固率军攻打匈奴属国车师，大败北匈奴援军。在此之前，西域与中原的联系已经中断了65年。
85年，北匈奴大人车利、涿兵等人入塞归附，前后凡七十三辈。“时北虏衰耗，党众离畔，南部攻其前，丁零寇其后，鲜卑击其左，西域侵其右，不复自立，乃远引而去。”(《后汉书圠匈奴列传》)
87年，鲜卑族南迁进入原来匈奴左地，今内蒙东南辽河一带。鲜卑人进攻北匈奴，大破之，斩优留单于，扒下单于的皮。于是北部匈奴王庭大乱，一时之间，屈兰、储卑、胡都须等北匈奴五十八部，口二十万，胜兵八千人，前往东汉边境投降。
北匈奴的处境愈加艰难，“时北虏大乱，加以饥蝗，降者前后而至。”(《后汉书圠匈奴
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