与此同时，夏侯渊在正面摆开阵势，打造攻城器械，每日擂鼓呐喊，作出即将全力攻城的姿态，吸引守军的全部注意力。
几天后的一个清晨，务涂谷城内开始骚动。水井的水位在明显下降，取水变得困难。起初还以为是寻常波动，但随着时间推移，情况愈发严重。恐慌如同野火般在守军和民众中蔓延。没有食物或许还能坚持，没有水，谁也活不下去。
车师后王试图稳定军心，严令控制水源，并派人寻找原因，但为时已晚。城内开始出现为争夺饮水而发生的械斗，军心彻底崩溃。
就在这时，夏侯渊下令发起总攻。这一次，不再是佯攻。汉军推着沉重的攻城锤和云梯，在箭雨的掩护下，冲向那座已经陷入混乱和绝望的城池。
抵抗变得零星而无力。当汉军士兵终于撞开城门，涌入务涂谷时，看到的是一张张因饥渴而扭曲的脸和丢弃满地的兵器。
车师前、后二王在王宫内被擒获。持续了近一个月的车师之战，以汉军的全面胜利告终。
夏侯渊站在务涂谷残破的城头上，看着脚下这片被征服的土地，脸上并无太多喜色，只有如释重负的冷峻。他深知，军事征服只是第一步，如何处置善后，将这片土地真正纳入帝国版图，才是关键。
他并未耽搁，一面下令迅速张贴安民告示，恢复秩序，清点缴获，一面将车师前、后二王以及主要抗汉贵族严加看管，同时以六百里加急，将战报与初步的善后构想一同发往邺城朝廷。
战报与建议抵达冰井宫，立刻在政事堂引发了热议。刘备与荀彧、曹操、王允等重臣仔细研判后，迅速做出了决断，诏令很快便以更快的速度传回它乾城：
其一，明正典刑，以儆效尤。 车师前、后二王，抗逆天兵，罪无可赦，着即在它乾城闹市斩首示众，首级传示西域诸国。其主要党羽，依律严惩。此举意在震慑所有心怀异志者，彰显大汉律法之威严。
其二，改土归流，设立郡县。 借此大胜之威，彻底改革西域治理模式，于关键要地设立郡县，直接纳入帝国行政体系：
于车师故地，设立高昌郡，管辖原车师前、后国大部分区域，派驻流官，移民实边。
于蒲类海附近，设立伊吾郡，扼守天山北路要冲，屏蔽河西。
于焉耆国，设立焉耆郡，原焉耆王素来恭顺，熟悉地方，授其为首任郡太守，以示优抚，亦为归附者树立榜样。
于龟兹国，设立龟兹郡，原龟兹王功勋卓着，授首任郡太守，进一步巩固其在南道的领袖地位。
于鄯善国，设立鄯善郡，原鄯善王虽曾暧昧，然最终未与车师同流，且其国地处要冲，为稳定计，仍授其为首任郡太守，以观后效。
于蒲昌海西部，楼兰旧址，设立楼兰郡，此地乃南北道枢纽，战略位置极其重要，定其为西域都护府新的州治所在。西域都护府驻地，即刻由它乾城迁移至楼兰郡。
诏令抵达，夏侯渊雷厉风行，立刻在它乾城举行了盛大的献俘与行刑仪式。车师二王授首，人头悬于高杆，西域各国使者观之，无不股栗。随即，设立郡县的文告迅速张贴至西域各大小绿洲城邦。
焉耆王、龟兹王欣然接受郡太守印信，深感荣耀，更加坚定了追随汉室的决心。鄯善王接到诏书，冷汗涔涔，既庆幸自己最终站对了边，又深感日后需更加谨言慎行。整个西域，在刀锋与印绶的双重作用下，经历着一场深刻的重塑。
帝国的战旗，不仅牢牢插在了天山北麓，更通过一系列郡县的设立，将统治的根系更深地扎入了这片广袤的土地。通往西方的丝绸之路，在经历短暂的梗阻后，在新的郡县体系保障下，变得更加畅通无阻，也更具活力。
金戈铁马过后，是秩序的重建与新的平衡。西域都护府迁驻楼兰，如同帝国向西伸出的有力臂膀，将这片瑰丽而复杂的土地，更紧地揽入了怀中。这场胜利的余波，不仅震荡着西域，也正缓缓向着帝国的东方心脏——邺城，以及更广阔的天地，荡漾开去。
