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永元三年（91），白霸在东汉政府扶持下登上龟兹王位。永元六年（94），他协助班超降伏焉耆。
  班超任西域都护府期间，根据西域诸国的各自条件与具体情况，奉行“荡佚简易，宽小过，总大纲”（《汉书·西域传》）的政策，团结了大多数城邦国，诸国相安无事，社会秩序井然，丝绸之路畅通，各国经济都有不同程度发展。白霸利用这一大好时机，开始其治国方针。
  白霸曾为汉朝侍子，长期居于京师洛阳，熟悉中原的制度和文化，热爱汉族的礼乐制度。为此，他登位后首先改革了龟兹的政治，密切与东汉政府的关系，着手战后的经济复苏工作：一方面谋求东汉政府的支援，疏通丝绸道，繁荣东西方商业贸易，增加收入；同时重视发展农业、畜牧业、园艺业和手工业，丰富市场，满足外商需求。另外，注意吸收汉文化和国外文化，给龟兹文化注入新的血液，提高人民素质。同时还利用宗教稳定社会。在他执政的数十年里，龟兹的社会经济和文化得到复苏和发展，白氏家庭的影响也深入到社会各个阶层，白氏成为后来公认的龟兹王族。
  龟兹是匈奴分裂势力长期盘踞的根据地。白霸登位后，一部分亲匈奴贵族仍潜藏于龟兹社会内，所以一有风吹草动，就会兴风作浪。班超于永元十四年（102）因年老体弱，奉诏调回关中，由任尚接替班超为西域都护。任尚性情暴躁，处事失误较多，又不注意民族政策，一意孤行，从而引起西域诸国的不满。此时，河西羌人起义，北匈奴残余势力复起，煽动西域诸国反汉，妄图卷土重来，西域形势重起风波再度动荡。延年元年（106）围困任尚于疏勒，龟兹境内空虚，亲匈派乘机滋事，任尚无计可施，只好向东汉政府告急。西域副校尉梁慬奉命率羌胡5000骑往救，叛军闻讯散去。汉廷即撤换任尚，另派骑都尉段禧为西域都护，西域长史赵博为骑都尉。《后汉书·梁慬传》载：东汉政府“今徵尚还，以骑都尉段禧为都护，西域长史赵博为骑都尉。禧、博守它乾城”。它乾城不仅城小，且处平原，无险可守，一旦有事，难于自固。西域副校梁慬即向白霸说明情由，要求西域都护府迁往龟兹王都延城内，“共保其城，白霸许之”。可是一部分有亲匈思想的贵族坚决反对，白霸顶住一切压力，让西域都护府机构及其军队八九千人迁驻王都延城内。这时潜伏在龟兹境内的亲匈贵族，立刻纠集残众，竖起叛汉反白霸旗号，嗾使温宿、姑墨亲匈贵族，集数万兵围困龟兹王城。梁慬等率兵出战，大败叛军。《后汉书·梁慬传》载：“连兵数日，胡众败走，乘胜追击，凡斩首万余级，获生口数千人，骆驼畜产数万头，龟兹乃定。”
  永初元年（107）河西羌人大起义战火愈燃愈烈，西域形势仍然动荡。《后汉书·梁慬传》载：“道路尚隔，，檄书不通。岁余，朝廷忧之。公卿议者以为西域阻远，数有背叛，吏士屯田，其费无已。永初元年，遂罢都护，遣骑都尉王弘发关中兵迎慬、禧、博及伊吾贞、柳中屯田吏士。”西域都护撤离后，匈奴势力重新进入西域。龟兹境内亲匈势力复占上风。龟兹王白霸为东汉政府所立，在政治上拥护东汉政府，必然成亲匈势力眼中钉。在匈奴的支持下，龟兹贵族罢废白霸，立倾向匈奴的白英为龟兹王。