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班固自永平元年（58）开始著史，至建初七年（82）
，经历了二十五个寒暑，终于基本上完成了《汉书》的撰著，实现了父子两代人的心愿。《汉书》是完整记载西汉一代历史的巨著，上起汉高祖，下迄王莽灭亡，囊括了二百三十年的史事，包括十二篇帝纪，八篇表，十篇志，七十篇列传，共计一百卷。
班固面对着自己呕心沥血写成的书稿，心中自然有轻松之感。然而，他又总感到郁郁不乐：自己年过半百，竭尽了全部才智，难道一辈子就只得个玄武司马了事吗？他无论如何不能甘心。在当时，若只靠著国史、写文章，有再高才能，也终究不被重用。要升迁，就得立下军功。班氏家族向来有与边疆事务打交道的经验，班固不顾年迈，也盼望能到边境立功。果然，在他五十八岁那年（和帝永元元年，89年），他找到了跟随将军窦宪攻伐匈奴的机会。
那时，班固因遭母丧，辞官守孝在家赋闲，得知窦宪被任命为将军，率大军攻匈奴的消息。光武帝时，窦融成为显赫的功臣权贵之家。又历明、章二世，窦氏势力更加盘根错节。班固求进心切，班、窦两家又是同里、世交，所以他投附窦氏家族，也是情理中事，但他未能觉察，这样已使自己跟危险势力联系起来。章帝初年，窦融的曾孙女被立为皇后，皇后之兄窦宪很快升为虎贲中郎将。这个国舅后来之所以愿意领兵打仗，是因为作恶多端，犯了死罪，不得已请求立功赎罪。
窦宪先是倚杖权势，竟敢欺负到皇帝姑母头上。皇姑叫沁水公主，在洛阳拥有一座好园林，窦宪用贱价夺取过来，公主迫于他的气焰，不敢同他计较。恰好有一天，章帝乘车出行，经过沁水园，便指着对窦宪说：“这是我姑母沁水公主的园林，景致甚佳，你知道吗？”窦宪支支吾吾不敢正面回答。事后章帝终于发觉，对窦宪怒斥一顿：“你的手段骇人听闻，侵夺到皇姑头上来，好大胆！前些天路过时，明明沁水园已被你强占，你还学赵高指鹿为马！贵公主都被你欺负，还用说你在百姓面前何等作威作福！朝廷要把你抛弃，轻易得像扔掉一只死老鼠！”窦宪自知闯了大祸，求窦皇后说情，最后退出园林，暂时了事。虽未治罪，也不再让他掌握大权。
公元88年，章帝卒，和帝即位，年仅十岁，窦太后临朝。国舅老爷窦宪成为联系太后与外廷的关键人物，实权在握，窦家还有三人也占据亲要之地。凡窦宪本人的意旨，在外授意早有名望的旧臣写奏书，在内由他向太后陈述，“事无不从”。窦宪竟敢挟持私怨，连续派宾客杀人。其中一个是齐殇王的儿子刘畅，他因章帝丧事来吊问，乘机讨好了窦太后，得到一个宫内职位。窦宪怕刘畅受宠，妨碍他掌握权柄，竟派人将他刺杀。事被查出，将窦宪关在宫内。这下窦宪着了慌，请求征匈奴以赎死罪。
当时正逢南匈奴请兵攻伐北匈奴，朝廷便拜窦宪为车骑将军，率大军出塞。班固随军出发，任中护军，参与军中谋议。大军从朔方三路北袭，窦宪遣各部将及匈奴左谷蠡王等，率精骑万余，在稽落山（今蒙古达兰札达加德西北）大破北匈奴军队。窦宪与副将等登上燕然山（今蒙古杭爱山脉），在此远离边塞三千余里的地方，刻石纪功，铭文便出自班固手笔。窦宪此举取胜，说明东汉还保持着强盛的国力。
窦宪班师后出镇凉州。第二年，北匈奴单于因大败之后势力衰弱，派亲王向窦宪通报希望觐见东汉皇帝，请求派使者前来迎接。窦宪上奏，派遣班固以中护军兼代中郎将职务，与司马梁讽一起，带领数百人骑马出居延塞（今内蒙古额齐纳旗）迎接。正遇上南匈奴出兵打败北匈奴，班固一行到达私渠海（在稽落山西北），获知北匈奴已遁走而折回。永元三年（91），窦宪派部将出兵北击，此后北匈奴向西远徙。
大漠从征以后，班固成为窦宪幕府人物。此时的窦宪，因为平匈奴有功，威名大盛，心腹众多，刺史、守令的任免由他一句话决定，朝臣震慑，望风希旨。尚书仆射郑寿、乐恢由于招致他的不满，被迫相继自杀。
窦宪的三个弟弟分别把持着卫尉、执金吾、光禄勋的要职，窦氏家族还有十几人任城门校尉、将作大匠、少府等职务。他们在京城无法无天，奴仆肆意强夺民财，侵凌百姓，抢走民女。街市上店铺都紧锁店门，像逃避强盗一样。永元四年（92），窦氏家族这个毒瘤终于最后溃烂。窦宪的爪牙邓叠、女婿郭举等阴谋在宫中杀死和帝。和帝觉察他们的阴谋，事先与中常侍（东汉时传达诏令的宦官，权力极大）郑众定计，把邓、郭等收捕斩首，并将窦宪等人革职，送回封地。窦宪等被迫自杀。
班固本来与窦宪案件毫无关系，但在封建时代，一人有罪，株连甚广，班固因与窦宪关系密切被免职，后又被逮入监狱。当时的洛阳令种兢对班固一家怀有私仇。因为班固平常对僮仆管教不严，有的人不守法纪，地方官吏感到头痛。曾有一次，种兢出行，班固的家奴因喝醉酒冲撞了他的车骑，种兢手下官吏对他推搡训斥，家奴迷迷糊糊，口出狂言，种兢大怒，可是畏惧窦宪威势，不敢发作，从此怀恨在心。等窦宪案发，以前窦家的宾客一一被逮捕拷问，种兢借机报复，将班固关进监狱。在狱吏的拷打折磨下，这位对中国文化史作出杰出贡献的人物竟冤死狱中，卒年六十一岁。事后，和帝下诏谴责种兢公报私仇的恶劣做法，并将害死班固的狱吏处死抵罪。
班固含冤被害，值得人们为他洒下同情之泪。然而他的悲剧结局也给人们留下了教训。他作为世家子弟，怀才不遇，不甘心家庭衰落，对功名利禄不能淡然处之，这确是他性格的弱点。作为一个史学家，他对于前代人物的遭际得失往往能看得清楚，评论恰当，而对于身边潜伏的巨大危险却不能洞察，托附于权贵势力，因此种下祸患。这不仅反映出他认识的局限，而且说明依附权贵之险！
班固的妹妹班昭是历史上著名的才女，她对《汉书》的最终完成作出了贡献。因为班固基本著成《汉书》不久即随军出征，后又猝死狱中，还留下八表及《天文志》尚未完成。
班昭比班固约小十七岁，丈夫曹世叔，早卒，人又称她为曹世叔妻、曹大家（音姑）。班昭从小受到良好的知识教育，被誉为“博学多才”，《文选》中还收有她所写的《东征赋》。汉代学术十分重视家学，于是和帝诏令班昭利用东观皇家藏书完成《汉书》的撰著。到班昭卒时，又还遗留有一些收尾工作，朝廷又诏令班固同郡学者马续完成。若从班彪创始起至《汉书》最后完成，前后历经八十年以上，这再一次说明著史之难！
班昭对《汉书》的传播也有贡献。由于《汉书》中多古字，又包含许多专门的学问，书刚流传时，读的人即未能通晓。和帝命令著名的经师马融（马续之弟）拜班昭为师，“伏阁就读”
。班昭的讲解经马融再传授出去，大大促进了《汉书》的传布。
班昭还是东汉有名的邓皇后（汉和帝皇后）的老师。邓皇后小时跟随本家兄弟们学习经传，家里人给她取个外号叫“诸生”（秀才的意思）。进宫后，和帝知她爱读书，便请了班昭做老师，教授经书，还学习天文、历数，班昭即在此时被尊称为“大家”。邓后从老师所受的儒学教育，对她后来执政有明显的影响。和帝卒，继位的汉殇帝是个才百余天的婴儿，邓后便以皇太后身份临朝，殇帝次年夭折，立刘祜为安帝，年纪才十三岁，邓太后继续临朝。她当政期间办了一件在历史上很有影响的事情，是把武帝以来越来越增加的淫祠罢去了相当的数量。邓太后认为，鬼神无征，淫祠无福。她又下诏将自光武帝以来因妖妄案件受牵连的囚犯都释放恢复平民身份。又减去宫内大官、导官、尚方、内者等部门
所主管的各种珍奇异物的生产，把各郡国进贡的奢侈物品一概禁绝。因此有的历史学家称誉邓皇后为“有学问的”皇后。
《后汉书》为班氏一家立传的，有班彪、班固、班昭、班超、班勇五人。班超投笔从戎，成为东汉名将。他在西域活动达三十一年，挫败了匈奴联合西域反对汉朝的计谋，巩固了汉在西域的统治，保护了西域各族的安全，以及联系东西方经济文化的“丝绸之路”的畅通。由于他功勋卓著，被封为“定远侯”。班勇是班超之子，安帝时，他被任为西域长史，带领五百人前往西域，击退匈奴的势力，再次打通西域道路，保护了河西边塞。班勇自幼随父在西域成长，深入了解西域道里、风土和政治情况，著有《西域记》，成为后来范晔著《后汉书·西域传》的重要依据。
班氏一家为东汉建国、东汉初文化事业和经营西域，前后贡献了五位出色人才，这也是中国历史上的佳话。尤其是班固著成《汉书》，是中国文化史上的一件大事。它在当时就获得世人的重视，学者争相阅读、学习，很快就流传开来，并产生了深远的影响，历来被誉为一代良史、学术瑰宝。