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羌人深知段熲的大軍很快就會殺到這裡，便派重兵把守住山谷中重要的進出口，嚴陣以待。段熲偵察地形之後，決心在這裡將東羌力量一網打盡。為了防止羌人在潰敗之後繼續逃竄，段熲派出一千人砍伐樹木，結為柵欄，構建一條長四十里、寬二十步的封鎖線，同時派手下悍將田晏、夏育率七千久經沙場的精銳部隊，乘天黑之際，在射虎谷西側，銜枚登山，這支軍隊的戰術水平真是達到爐火純青的地步，如此規模的軍事行動，羌人竟然毫無知覺。
田晏、夏育率軍攀上山嶺後，立即安營紮寨，挖掘壕溝，構築防禦工事，這裡距離羌人大本營僅有一里之遙。田晏得手之後，段熲再派司馬張愷領三千人，從東面攀登，這次行蹤敗露，羌人立即加強戒備，結果發現了田晏、夏育的潛伏兵團。
羌人立即投入戰鬥，涉過山間小河，向田晏、夏育的部隊直撲過來。段熲馬上率領自己的留守部隊發動攻擊，田晏、夏育從山谷西側，張愷則從東側鉗擊羌軍。羌軍大敗，此時段熲所構建的封鎖線起到作用，因為封鎖線勢必會遲滯羌人撤逃的速度，於是羌人漫無目的地向深山窮谷中潰逃，這正中了段熲的計謀。
段熲根本就不想讓這些羌人有活路，戰爭最後成為一場屠殺，羌人剩餘的一萬九千人，全部被殺。只有一批東羌人活了下來，那就是東漢朝廷派馮禪前往招撫東羌時，有四千東羌人向馮禪投降，最後被安置在安定、漢陽、隴西。
從所具備的軍事能力來看，段熲無疑是東漢時代最傑出的將領之一，他有領導力，有責任感，敢擔當重任，在管理軍隊及行軍作戰上，段熲均有高人一等的本領，他是一個以身作責，身先士卒的統帥，所以他計程車兵們在他的感染之下，無不奮勇。段熲在東漢諸將中，兇悍是其最典型的風格，吃苦耐勞、頑強的意志是其取勝的根本，傑出的軍事天才則是其百戰百勝的保障。
在平東羌之戰中，羌軍被殺達三萬八千人，而漢軍的陣亡人數僅僅是四百餘人，在冷兵器作戰時代，這不能不說是個令人瞠目結舌的戰績。然而段熲在漢代名將中知名度並不算太高，這是有原因的。其中一個原因是段熲一直被認為人品有些問題，因為他在朝中巴結宦官，東漢是一個極重個人氣節的時代，士人君子與宦官集是勢同水火，段熲在這點上便遭時人的非議，更糟糕的是，段熲還在黨錮之亂中充當打手，逮捕了一千多名太學生，這成為他的一個汙點；另外，段熲在平羌戰爭，他所採取的高壓鐵血政策遭到很多非議，包括同時代的名將張奐以及皇甫規等人。
羌戰是東漢時代持續時間最久的戰爭，其背景之複雜，前文已經有述，到了段熲採取高壓鐵血政策鎮壓之後，東漢一百多年的羌亂方才比較平靜，在段熲平羌之後十五年，西羌又發生戰亂，但那時已經是黃巾起事，天下大亂的局面，羌人起事更多是受到中原戰亂的影響。因此，從某種意義上說，段熲乃是東漢羌亂的終結者。
持續一個多世紀的羌戰，給東漢帝國帶來巨大的災難，極大削弱國家的實力，成為東漢最大的禍患。平心而論，羌在實力與威脅上均遠不如西漢時代的匈奴，可是造成的後果卻更為嚴重。羌戰的嚴重後果，其一是耗費了國家大量的人力財力，107～118年大羌亂時期，政府共耗費二百四十億錢；之後，馬賢征討羌亂十餘年間，又耗八十億錢；而段熲僅在平定東羌一役中，便又耗費四十四億錢的費用；其餘時間段的耗費還不統計在內，這時還不包括羌戰對涼州、幷州、三輔、益州等地巨大的經濟破壞。戰爭使得邊關人民數以萬計地死於戰火，生靈荼炭，民不聊生。其二，羌戰大大削弱東漢的國防力量；東漢奉行“以夷制夷”的政策，過多地使用羌胡軍隊作為戰爭的主力，而羌戰的接連不斷，又使得南匈奴、烏桓、鮮卑等族乘東漢困頓之機，不段地在北方興風作浪，雖然東漢的軍事力量仍然足以應對周圍蠻族的叛亂，但是相較於西漢時代，已顯英雄氣短了。
從史書的大量記載來看，羌人不斷激變的最根本原因，乃是漢邊吏的貪汙腐化、胡作非為，不僅是羌人，也包括邊郡漢百姓，也深受惡吏之苦。羌戰爆發後，問題就變得更加複雜，作為蠻族的羌人，其作戰方式是破壞性的，野蠻的，我們在史料中常看到羌人大量虜掠漢民，這無疑激化民族間的矛盾。皇甫規試圖以整飭邊羌人區吏治下手，斷絕羌戰根源，這無疑是富有遠見的，但是在一個帝國中樞都紊亂不堪的時代，皇甫規的設想只能以失敗而告終，最的段熲以暴制暴，以野蠻對付野蠻的政策便佔據上風。這場曠日