马援返回京师之后，受到官员们的隆重迎接，刘秀封他为新息侯，食邑三千户。马援并未因功高赏重而坐享富贵。他认为：“方今匈奴、乌桓尚扰北边”，“男儿要当死于边野，以马革裹尸还葬耳，何能卧床上在儿女子手中邪”！向好友诉说，准备“自请击之”。不久，匈奴、乌桓入侵，马援果自请率师抗击，出屯襄国（河北邢台）。明年秋又率三千骑出高柳（山西阳高）巡雁门、代郡、上谷障塞。
建武二十四年（公元48年），刘尚等击武陵郡（湖南常德）五溪蛮（生活于五陵山区辰溪、沅溪等五溪一带的少数民族），深入山区，全军覆没。马援已年六十二，自请率军南下，刘秀念其老，未同意。马援说：“臣尚能披甲上马。”刘秀令试之。马援“据鞍顾眄，以示可用。”刘秀称赞道：“矍铄哉是翁也！”遂命马援率中朗将马武、耿舒等率四万余人征五溪。
建武二十五年（公元49年）春，马援军至临乡（湖南常德西南），正遇五陵蛮来攻县城，马援率军迎击，大破之，斩获二千余人。
马援追击敌军进至下隽（湖南沅陵东北），有两条路可以进军：南道进壶头（湖南桃源西南）路近而水险；北道经充县（湖南桑植）路平而道远。耿舒主张走北道，马援为能迅速追击敌人，主张走南道。请示刘秀，同意马援的主张。于是进军壶头，五溪蛮乘高守隘，水流湍急，船不得上，又遇暑天，士卒多病死，马援亦因年老积劳而病，只好沿岸打洞以避暑气。不久，马援病逝，时年六十三岁，真的实践了他马革裹尸的壮志。马援死后，困在山上的叛军，亦因绝粮而投降，五溪平定。
“老当益壮”、“马革裹尸”，马援以此立志，也不折不扣地做到了这一点，在封建时代是备受推崇的。那时忠君与爱国视同一体，凡以身许国的有志之士，都以这两句话为座右铭。今天从爱国主义的精神来看，也仍然是值得称道的。
马援居功不骄，重义轻利。平交趾后，功封新息侯，食邑三千户。凯旋之日，故人多来迎劳，马援不仅不沾沾自喜，反而认为“功薄赏厚”，兢兢业业地力求立功自效。马援又重义轻利，早在北地耕牧时，就尽散其所获，认为“凡殖货财产，贵在能施赈也，否则守财虏耳”。马援平陇西后，刘秀赐给牛羊数千头，他全部分给了下属宾客，马援注重操守、不事权贵，一次马援有病，梁松来问候拜于床下，马援并不答礼。梁松去后，诸子问马援：梁松是“帝婿，贵重朝廷，公卿以下莫不惮之，大人奈何独不为礼？”马援说：“我乃松父友也。虽贵，何得失其序？”因此梁松深恨马援。马援击五陵蛮，受阻壶头时，被耿舒夹愤诬告，刘秀派梁松前往质问并代监军。他到军时马援已经病逝。梁松竟乘机陷害。刘秀听信梁松一面之词，追缴马援新息侯的印绶。这种激怒权贵而遭陷害的事，在封建时代是司空见惯的。但历史自有公论，只能更激起人们对马援的景仰。