打贏漢匈戰爭，漢武帝曾致力於積極蒐集匈奴周邊的情報。隨著戰爭的進行，漢朝從匈奴俘虜那裡瞭解到自己聞所未聞的異域世界。投降漢朝的匈奴人曾給武帝講了這樣一個故事。在冒頓單于的時候匈奴汗國擊敗了在河西走廊生活的月氏人，殘暴的單于將月氏王的頭蓋骨製作成飲酒器。月氏人抵擋不了強大的匈奴汗國，不得已向西遷徙，遠走他鄉，但並沒有忘記對匈奴的仇恨，時刻圖謀報復，只是苦於力量有限而又沒有盟友，不得不忍耐。武帝聽後十分高興，試圖與月氏建立起軍事聯盟，於是他要尋找一位堅毅果敢的勇士來完成這一壯舉。
一、張騫鑿空與新世界的開啟
作為農業定居民族的中國人歷來安土重遷，但也不缺少勇於探險的勇士。公元前139年，張騫作為武帝的貼身郎官，懷著對新世界的好奇與建功立業的渴望踏上了征程。由於帝國並不知曉大月氏的具體位置，於是打算穿過匈奴汗國前往月氏。進入匈奴境內不久，這群形跡可疑的漢人，就遭到了懷疑，並被扣留下來。在經過問詢後，匈奴單于得知了張騫使團的去向，認為這十分無禮，他斥責張騫：
“月氏在吾北，漢何以得往使？吾欲使越，漢肯聽我乎？”（隨便穿過人家家裡不打聲招呼，還要去找我的仇人，你們咋不上天啊）—《史記.大宛列傳》
於是，張騫使團被單于扣留。為了讓張騫等人安心留在匈奴，單于還賜給張騫女人，張騫也是來者不拒，就與匈奴女子結婚生子，過起日子來。匈奴人看到張騫老婆孩子熱炕頭的景象，認為他早已不想去什麼大月氏，也不想回漢朝了。然而，這一切不過是張騫麻痺匈奴的策略而已。在被迫滯留匈奴的十餘年裡，他一直保留著使團的符節，以待有朝一日能夠完成武帝賦予他的使命。
“留騫十餘歲，與妻，有子，然騫持漢節不失”。—《漢書.西域列傳》
最後匈奴人徹底放鬆了對張騫的警惕，張騫遂帶領願意繼續前行的使團人員，繼續出使，終於在數十日後到達了大宛（在今費爾幹納盆地位於烏茲別克斯坦、塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦三國的交界地區）。令張騫等人倍感意外的是，大宛人對他們的到來異常熱情。原來大宛早就知道漢朝的富饒，一直想與帝國進行貿易，可是因為匈奴的阻擋不能通行。張騫看到大宛如此熱情，向大宛提出了自己的要求。
騫曰：“為漢使月氏，而為匈奴所閉道。今亡，唯王使人導送我。誠得至，反漢，漢之賂遺王財物不可勝言。”大宛以為然，遣騫，為發導繹，抵康居，康居傳致大月氏。—《漢書.西域列傳》
就這樣在財富的誘惑下，大宛和康居（約在今巴爾喀什湖和鹹海之間，自錫爾河下游至吉爾吉斯平原，是康居疆域的中心地帶）一路配合，使得張騫使團順利的來到了大月氏。
此時的大月氏早已立太子為王，並遷徙到阿富汗地區征服了當地的大夏人，安穩下來，已經不願意再與匈奴為敵，於是拒絕了漢朝聯合攻擊匈奴的請求。
既臣大夏而居，地肥饒，少寇，志安樂，又自以遠漢，殊無報胡之心。—《漢書.西域列傳》
雖然沒有達成與大月氏結盟的目標，但張騫並未直接返回漢朝而是在整個中亞地區遊歷，收集各國的風俗習慣、山川地理、軍力配置、政治制度等各種信息，以為帝國將來經營西域所用。為了避免再為匈奴阻擋，這回張騫打算從南道返回，經河湟谷地到達漢朝。可惜此時的河西走廊還處在匈奴人的控制之下，張騫等人又再次被扣留，不得已又在匈奴過了幾年騎馬放養的日子。終於老單于死，匈奴貴族為爭奪汗位而內鬥，國內大亂。張騫這才帶著老婆孩子以及當年一起來的匈奴嚮導堂邑父逃回了漢朝。此時，距離張騫離開長安已經過去了整整十三年，曾經龐大的百人使團，就只剩下了張騫與堂邑父兩人。
張騫的回國，對於當時的中國意義非凡，這些來自遙遠異域的珍奇見聞不僅使得中國人心中的世界完全被重塑，更激發了帝國統治階級向異域世界播灑華夏文明的無限渴望。見到漢武帝后，張騫向這位富有野心的年輕帝王講述了他遊歷十三年蒐集到的各國情報。
大宛在匈奴西南，在漢正西，去漢可萬里。其俗土著，耕田，田稻麥。有蒲陶酒。多善馬，馬汗血，其先天馬子也。有城郭屋室。其屬邑大小七十餘城，眾可數十萬。其兵弓矛騎射。
烏孫（今伊犁河流域）在大宛東北可二千里，行國，隨畜，與匈奴同俗。控弦者數萬，敢戰。故服匈奴，及盛，取其羈屬，不肯往朝會焉。
康居在大宛西北可二千里，行國，與月氏大同俗。控弦者八九萬人。與大宛鄰國。國小，南羈事月氏，東羈事匈奴。
大月氏在大宛西可二三千里，居媯水北。其南則大夏，西則安息，北則康居。行國也，隨畜移徙，與匈奴同俗。控弦者可一二十萬。
安息（帕提亞波斯帝國）在大月氏西可數千裡。其俗土著，耕田，田稻麥，蒲陶酒。城邑如大宛。其屬小大數百城，地方數千裡，最為大國。臨媯水，有市，民商賈用車及船，行旁國或數千裡。以銀為錢，錢如其王面，王死輒更錢，效王面焉。畫革旁行以為書記。其西則條枝，北有奄蔡、黎軒。
條枝（敘利亞地區）在安息西數千裡，臨西海（地中海）。暑溼。耕田，田稻。有大鳥，卵如甕。人眾甚多，往往有小君長，而安息役屬之，以為外國。國善眩。—《史記.大宛列傳》
漢武帝時期的歐亞大陸
聽過張騫的彙報之後，漢武帝敏銳的將這些他第一次聽說的國家劃分按照生產和生活方式劃分為兩個陣營。一是與中國一樣的農業定居國家，這些國家富庶、文明，但軍事力量不強，他們想與中國進行貿易，以獲得薄如蟬翼的絲綢和巧奪天工的漆器，以及製作精良的鋼鐵兵器。武帝認為可與之進行貿易，互利互惠。二是與匈奴一樣的遊牧國家，這些民族能征善戰，如果與他們建立起聯繫，並用財物賄賂他們攻擊匈奴，則可以在與匈奴的戰爭中處於有力地位，擴展帝國的疆域。
天子既聞大宛及大夏、安息之屬皆大國，多奇物，土著，頗與中國同業，而兵弱，貴漢財物；其北有大月氏、康居之屬，兵強，可以賂遺設利朝也。且誠得而以義屬之，則廣地萬里，重九譯，致殊俗，威德遍於四海。——《史記.大宛列傳》
二、聯結烏孫與知漢廣大
公元前121年，驃騎將軍霍去病擊敗匈奴休屠王，渾邪王佔領了河西走廊，帝國經營西域的條件成熟了。雖然張騫第一次出使西域沒有達到與大月氏聯合抗擊匈奴的目的，但卻發現了另一個潛在的盟友——烏孫。原來烏孫王昆莫，與匈奴有著殺父之仇。
昆莫之父，匈奴西邊小國也。匈奴攻殺其父，而昆莫生棄於野。烏嗛肉蜚其上，狼往乳之。單于怪以為神，而收長之。及壯，使將兵，數有功，單于復以其父之民予昆莫，令長守於西。昆莫收養其民，攻旁小邑，控弦數萬，習攻戰。單于死，昆莫乃率其眾遠徙，中立，不肯朝會匈奴。匈奴遣奇兵擊，不勝，以為神而遠之，因羈屬之，不大攻。—《漢書.西域列傳》
這樣一個有著較強軍事實力的遊牧汗國，其國王又與匈奴有著不共戴天之仇，簡直就是帝國的天然盟友。於是天子再拜騫為中郎將，將三百人，馬各二匹，牛羊以萬數，齎金幣帛直數千鉅萬，再次出使西域聯結烏孫。
到達烏孫後，烏孫王昆莫以接待匈奴單于的禮節款待使團，顯示了其對漢帝國使者的重視。在瞭解張騫的來意之後，烏孫王表示雖然自己也想為父報仇，但是我們不瞭解漢朝的勢力，而且大臣們多懼怕匈奴，自己歲數大了也很難說服他們。
烏孫國分，王老，而遠漢，未知其大小，素服屬匈奴日久矣，且又近之，其大臣皆畏胡，不欲移徙，王不能專制。—《漢書.西域列傳》
針對這種情況，張騫決定讓西域人民好好的開開眼界知道天朝的實力，好讓他們儘快與匈奴劃清界限，成為帝國的忠實小夥伴。於是“騫因分遣副使使大宛、康居、大月氏、大夏、安息及諸旁國”，邀請各國貴族與使節前往漢帝國的首都長安，瞻仰天朝的威嚴。
來到漢朝後，西域各國使節被帝國雄偉的長城，宏大的宮殿，繁盛的人口，強大的軍隊所深深震撼，對精美的絲織品和漆器更是垂涎欲滴。各國使節由此切身感受到了漢帝國的強大，認為漢朝可以依賴，與漢朝交往不僅可以免受匈奴的剝削，更可以享受貿易帶來的繁榮。在烏孫使團回國之後，烏孫乃至整個西域的政治風向開始向有利於漢朝的方向轉變。
史載：
烏孫使既見漢人眾富厚，歸報其國，其國乃益重漢。其後歲餘，騫所遣使通大夏之屬者皆頗與其人俱來，於是西北國始通於漢矣。—《漢書.西域列傳》
紅線部分為張騫二次出使西域的路線
張騫兩次出使西域不僅給帝國帶來了巨大改變，也使自己封萬戶侯，日益尊貴。由於張騫的榜樣作用，不少人開始加入向西域探險的隊伍，以期望可以像張騫一樣建功立業，於是一波有一波的漢朝使節湧向西域，可是使團人員的能力和品德卻是良莠不齊，長安城和帝國的不少職業流氓混跡其中嚴重的損害了帝國在西域的聲望，使得西域諸國認為帝國的精英尚且如此，其實力又能如何呢。於是就有人打起帝國使團的歪主意，這一偶然的事件將徹底改變帝國與西域的關係。
三、汗血寶馬與貳師將軍
隨著與漢朝交往的日益加深，烏孫不僅瞭解到漢朝的強大，而且知道了匈奴在漢匈戰爭中處於下風的不利局面，於是烏孫逐漸擺脫了對匈奴的恐懼心理，開始成為漢朝的親密盟友。烏孫與漢朝的交好，會讓匈奴陷入兩線作戰，腹背受敵的被動局面，於是在知曉烏孫和漢朝暗通款曲的消息後，匈奴立即派出大軍去征討烏孫。面對來勢洶洶的匈奴大軍，烏孫派遣使者向漢武帝獻上優良的戰馬，並要求娶漢家公主，做帝國的女婿。
天子問群臣議計，皆曰“必先納聘，然後乃遣女”。於是，急於結好漢朝的烏孫給武帝送來了大量優良戰馬。武帝對這些優良的戰馬十分喜愛，認為帝國得到了極其寶貴的戰略資源，有了這些戰馬英勇的漢軍就可以馳騁草原大漠，打得匈奴無處遁形。為了表達對這些戰馬的珍視，將其命名為“天馬”。
烏孫進獻良馬，使得武帝堅信西域諸國定有寶馬可為漢用，遂要求漢使務必留意。上有所好，下必由之，不久武帝就得到了大宛有良駒千匹的消息。
而漢使者往既多，其少從率多進熟於天子，言曰：“宛有善馬在貳師（大宛首都）城，匿不肯與漢使。”天子既好宛馬，聞之甘心，使壯士車令等持千金及金馬以請宛王貳師城善馬。—《史記.大宛列傳》
本來武帝誠心誠意的想與大宛做筆生意，可惜有些人就是畏威不畏德，就是要火中取栗，就是要以身試法。這些見慣了二流子和無業遊民組成的漢使團的大宛貴族們居然心聲歹意，打算截殺使團，搶劫財物。
宛國饒漢物，相與謀曰：“漢去我遠，而鹽水中數敗，出其北有胡寇，出其南乏水草。又且往往而絕邑，乏食者多。漢使數百人為輩來，而常乏食，死者過半，是安能致大軍乎？無柰我何。且貳師馬，宛寶馬也。”遂不肯予漢使。漢使怒，妄言，椎金馬而去。宛貴人怒曰：“漢使至輕我！”遣漢使去，令其東邊鬱成遮攻殺漢使，取其財物。—《史記.大宛列傳》
消息傳回長安，武帝被這些“蠻夷”的卑鄙行為所震驚，於是說出“明犯強漢者，雖遠必誅”的千古名句，決定用武力教會西域各國怎麼對待天朝的上賓。起初，漢朝認為大宛兵弱，誠以漢兵不過三千人，強弩射之，即盡虜破宛矣。而且之前，帝國攻打不聽話的樓蘭，也不過七百騎，就生擒樓蘭王，所以決定派一個關係戶去鍍金。正巧此時李夫人得寵於武帝，故拜其兄李廣利為貳師將軍，調撥了六千騎兵，並從全國徵召了一些流氓和無賴共計數萬人去討伐大宛。
俗話說驕兵必敗，帝國的初次征討就為輕敵付出了代價。李廣利軍進入西域之後就遇到嚴重的後勤困難“當道小國恐，各堅城守，不肯給食。攻之不能下。下者得食，不下者數日則去”。這無形中消耗了漢軍的銳氣，加上軍中本來就多是些流氓，在眼見得不到好處後便大量逃亡，李廣利只能帶著僅剩的幾千名職業軍人和為數不多的郡國惡少年繼續前行。終於漢軍到達了大宛，開始攻擊一個叫做鬱成的城市，這時漢軍不過數千，皆飢罷。不過漢軍畢竟是能夠擊敗匈奴汗國的勁旅，這樣一群餓著肚子的軍隊，居然攻破鬱成，殺掠甚重，而漢軍自身也損失慘重，為避免全軍覆滅，貳師將軍決定班師。此次徵宛往來二歲，等到回到敦煌時，軍隊不過兩三千人，可謂是得不償失。李廣利作為皇帝的小舅子，仗打成這個樣子，使得武帝面子上很難看。“天子聞之，大怒，而使使遮玉門，曰軍有敢入者輒斬之！貳師恐，因留敦煌”。
優良戰馬作為重要的戰略物資，在冷兵器時代一直是各國覬覦的對象
同年夏天，漢朝與匈奴又發生大規模衝突，公卿及議者皆願罷擊宛軍，專力攻胡，而帝不許。武帝認為“宛小國而不能下，則大夏之屬輕漢，而宛善馬絕不來，烏孫、侖頭易苦漢使矣，為外國笑”。所以征討大宛，已不僅僅是軍事仗，更是關係帝國聲威和西域歸屬的政治仗，不僅非打不可，而且必須要大獲全勝。
於是，帝國向願意參軍的人許諾他們可以在勝利後，奪取敵人的財產，赦免過去的罪行，大量為了錢財的亡命之徒隨即加入了軍隊。為保障軍隊的戰鬥力，帝國又從常年與匈奴作戰的部隊中徵調了數萬人，加上臨時徵召的流氓部隊合計六萬人。為保障後勤，朝廷動用“牛十萬，馬三萬餘匹，驢騾橐它以萬數”。除此之外，漢軍還做了詳細的情報工作，由於大宛王城中沒有井水，城市飲水全靠從城外河流取水，於是給遠征軍配給了熟悉水利的大臣和工程人員，用來切斷水源，將大宛城變為死城。
面對浩浩蕩蕩，綿延不絕的漢朝大軍，西域國家是嚇得戰戰兢兢。因此，所至小國莫不迎，出食給軍。為了達到震懾西域的目的，漢軍此次作戰極為殘暴，堪比強秦。
至侖頭，侖頭不下，攻數日，屠之。—《漢書.西域列傳》
漢軍強弩組成的箭雨，一直是其對手的噩夢，匈奴人早已見識過漢弩的厲害，這回輪到大宛了。
終於，在一路攻城略地之後，漢軍三萬餘人到達大宛城下。開始大宛軍隊打算主動出擊，可是大宛軍隊的血肉之軀，更本不是漢軍強弩的對手，在遭到迎頭痛擊後入城堅守。為截斷大宛的後援，李廣利對大宛圍而不攻，派遣主力攻擊鬱成，為防止大宛反攻，乃決其水源。最後在堅持了四十多天後，大宛外城攻破，將領被俘。在看到自己可依賴的援軍被漢軍殲滅，外城被攻破屠戮，大宛貴族們十分恐懼，為了活命，他們決定殺死國王，用國王的人頭與漢朝談判。
宛貴人相與謀曰：“漢所為攻宛，以王毋寡匿善馬而殺漢使。今殺王毋寡而出善馬，漢兵宜解；即不解，乃力戰而死，未晚也。”宛貴人皆以為然，共殺其王毋寡，持其頭遣貴人使貳師，約曰：“漢毋攻我。我盡出善馬，恣所取，而給漢軍食。即不聽，我盡殺善馬，而康居之救且至。至，我居內，康居居外，與漢軍戰。漢軍熟計之，何從？”—《史記.大宛列傳》
漢軍看到目的已達到，且強攻損傷士卒性命，又漢軍苦戰月餘，一旦康居參戰，局勢可能不利。於是“軍吏皆以為然，許宛之約”。“宛乃出其善馬，令漢自擇之，而多出食食給漢軍。漢軍取其善馬數十匹。中馬以下牡牝三千餘匹，而立宛貴人之故待遇漢使善者名昧蔡以為宛王，與盟而罷兵”。
經過此次遠征，帝國聲威遠播。西域諸國深切的認識到，漢朝不僅有精美的絲綢，也有鐵騎強弩，與帝國合作可以享受貿易之利，與帝國作對大宛國王就是“榜樣”。
貳師將軍之東，諸所過小國聞宛破，皆使其子弟從軍入獻，見天子，因以為質焉。—《漢書.西域列傳》
自此漢朝已經取得了對西域諸國的實際控制，就在徵宛戰爭後的44年後，漢宣帝神爵二年漢王朝在烏壘城（今新疆輪臺縣境內）建立西域都護府，正式在西域設官、駐軍、推行政令，開始行使國家主權。自此，天山南北成為了我國領土不可分割的一部分。
漢宣帝時代的漢帝國比武帝登基前擴大了近一倍
