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。”
“段颎披甲率先上阵，战士没有敢于不前的。羌人大败，丢弃武器逃走。”
“追击了三天三夜，战士的脚起了层层厚茧。”
“一直追到泾阳，羌人余部四千部落，全部分散进入汉阳山谷之间。”
“这时张奂上言东羌虽已残破，余种还不易消灭，段颎性情轻浮而果敢，臣担心他吃败仗，难保常胜。应当用恩信招降，才没有后悔。”
“诏书下达段颎，段颎又上言说臣本来知道东羌虽然兵多，但软弱容易制服，所以近陈愚见，想为永久安宁的计策。”
“而中郎将张奂说羌虏强不易击败，应该招降。”
“陛下圣明，相信并采纳了臣的没有远见的话，使臣的谋划得以实现，不用张奂的计策。”
“事实与张奂所说的相反，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，说臣的兵多次伤败，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。”
“臣想周秦之际，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，借臣的手以讨伐。”
“从前邢国无道，卫国讨伐它，出兵而天降霖雨，解缓了旱灾；”
“臣进军经炎热的夏天，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。”
“张奂身为大汉官吏，身为将领，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，大而无益。”
“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，认为这是最可忧的。”
“现在边郡户口稀少，屡次被羌人侵害，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！”
“所以臣遵奉大汉的声威，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。”
“臣每次奉诏，而军队在外，不可由内指挥，希望完全如这句话说，任臣专责，临机应变，不失权宜。”
朱元璋：建宁二年，朝廷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，羌人虽然暂时投降，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。
羌人全军发起攻击，厉声问道田晏、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，拼命大战，击败羌人。
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，离羌人一里许。
又派司马张恺等率三千人上东山。羌人发觉，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。
羌人退走，段颎于是与张恺等挟东西山，挥兵进击，羌人大败并溃散。
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人，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。
段颎自出征来共一百八十战，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，军士战死四百余人。朝廷改封段颎新丰县侯，食邑万户。
段颎行军以仁爱为本，士卒有疾病，总是亲自慰问、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。
建宁三年春天，朝廷召段颎还京师，并带秦、胡步兵骑兵五万多人和汗血千里马，俘虏万余人。
灵帝派大鸿胪持节在镐迎接慰劳。部队到达后，以段颎为侍中，迁执金吾、河南尹。
后来，因为有盗贼挖掘了冯贵人的墓冢，段颎于是获罪被降为谏议大夫，再升任司隶校尉。
段颎依附宦官，所以能够保住富贵，又与中常侍王甫等结为党羽，冤杀了中常侍郑飒、董腾等人，因而增邑四千户，加上从前的共一万四千户。
熹平二年，代李咸为太尉，同年冬天因病罢免，再为司隶校尉。
数年后，迁任颍川太守，被征授太中大夫。
光和二年，又接替桥玄为太尉。
在位一月多，因发生日食而上奏弹劾自己，有关部门上奏检举，诏命收其太尉印绶，并送廷尉受审。
当时司隶校尉阳球上奏诛杀王甫，牵连到段颎，于是就在狱中诘问责斥他，段颎于是服鸩自杀，家属也被流放边境。
后中常侍吕强上疏，追诉段颎的功绩，灵帝才下诏将段颎的妻子儿女归还本郡。