朱三用半年的時間，對幽州的重要人物進行洗腦，徹底掌控了幽州。同時，朱三在幽、并二州招募精銳騎兵，將騎兵人數增加到1萬人。其中重騎兵2千人，每人皆騎大馬，身披重甲。輕騎兵8千人。在朱三的指導下，馬鈞成功制造出馬鐙、馬蹄鐵。全部裝備騎兵，騎兵手拿彎刀，戰斗力大幅提升。197年11月，朱三以烏桓不尊天子為由帶軍5萬6千人征討烏桓，高順的陷陣營、鞠義的先登營、趙云的1萬精騎、徐榮的5千丹陽兵、典韋、賈詡出征，田豐留守北平。烏桓被殺的潰不成軍，烏桓首領蹋頓跪地請降。朱三將烏桓分為五部，各部設首領一名，封侯。設烏桓校尉，管理烏桓事物。蹋頓被封官送往鄴城，朱三威震塞外。公元198年春，朱三以中部鮮卑首領軻比能不尊皇上為借口。帶軍7萬6千人征討軻比能，征討部隊除原征討烏桓的人馬外，還包括臨時從匈奴、烏桓中用錢財招募的精壯騎兵各5千人，由趙云統帥，還包括從2萬北平守軍中抽調的1萬人馬。三個鮮卑集團中，中部鮮卑軻比能的實力最強，有軍隊十萬余人。軻比能是一位杰出的首領，他考慮到自己單干可能打不贏朱三，就以利害關系游說東部鮮卑首領素利、彌加一起對抗朱三，軍隊總人數達到15萬余人。雙方軍隊于彈汗山相遇，朱三將步兵放在中軍，騎兵放在左右兩翼的位置，三者呈三角的關系，步兵方陣靠前，騎兵方陣靠后，以這個陣型向鮮卑軍逼近。鮮卑軍也不甘示弱，向朱三軍發起了沖鋒，陷陣營、丹陽兵擋住了鮮卑騎兵，左右兩翼的的輕騎兵也沖了上來，保護中軍步兵方陣的兩翼。這時步兵方陣中的先登營向鮮卑軍發射了4萬只弩箭，直接滅掉了3萬鮮卑軍，鮮卑中軍幾乎為之一空。兩翼的騎兵也奮力向前沖殺，鮮卑騎兵完全不是對手，他們沒有堅固的鎧甲，質量好的兵器，也沒有馬鐙。肉搏完全不是朱三騎兵的對手。鮮卑的右翼在兩千重騎兵的攻擊下最先崩潰，接著中軍和左翼跟著崩潰，鮮卑兵逃跑時相互踐踏，傷亡慘重。軻比能被趙云斬殺，素利，彌加投降。朱三依舊例將中部鮮卑分為五部，東部鮮卑分為四部，各部設首領一名，封侯，設鮮卑校尉，管理鮮卑事物。遼東公孫度上表請降，遼東收復。