當然，給人們留下最深印象的當屬漢武帝對大宛的征伐。漢武帝聽說西域大宛國盛產(chǎn)汗血寶馬，能日行千里，于是遣使大宛，欲以重金換取寶馬。其實在聽說汗血寶馬之前，西漢已經(jīng)有了來自烏孫的“天馬”，但是當了解到大宛的汗血寶馬更健壯時，不由興起了喜愛之情，甚至漢武帝改烏孫馬為“西極”，稱大宛馬為“天馬”，可見大宛馬的優(yōu)良。

漢使攜重金，歷經(jīng)千辛萬苦終于到達大宛，大宛國王不敢懈怠，接見了漢使。宴會當中，漢使說明來意，希望用千金及一匹精致的金馬換取大宛的汗血寶馬。但結果卻是令漢使大感意外，大宛國不僅不想用寶馬換取金馬，還想強搶豪奪。漢使大怒，摔金馬而逃，結果到達大宛屬國郁成時被殺。消息傳到漢朝時，漢武帝大怒，于是才有了下令發(fā)兵征伐大宛的事情。

公元前104年，漢武帝任命李廣利為貳師將軍，率6000人馬出征大宛，因為漢朝希望到大宛的貳師城取寶馬，所以稱李廣利為“貳師將軍”。李廣利的這次出征是在準備不足，后勤補給嚴重匱乏的情況下進行的，加上過往小國不肯提供供給，致使第一次出征大宛的漢軍大敗而歸。當敗軍退回到敦煌時，李廣利上疏言敗軍事，漢武帝大怒，下令有敢入陽關者殺無赦，李廣利只得在敦煌駐守等待消息。

公元前103年，漢打擊匈奴的2萬大軍敗于匈奴之手，此時漢朝廷內(nèi)部許多大臣進言停止對大宛的征伐，漢武帝不聽，甚至不惜把勸諫之人打入大牢。在漢武帝的堅持和努力下，最后約10萬眾的遠征軍在大量后勤補給的支撐下，開始了對大宛的第二次征伐。在漢軍強大軍事實力的壓力下，西域小國莫敢不從。

漢軍吸取上次失敗的教訓，繞過郁成，迅速攻取大宛都城，在經(jīng)過40余日的強攻之后，大宛國內(nèi)發(fā)生內(nèi)訌，最后以大宛國王和郁成國王的人頭換取漢軍的退兵。李廣利征伐大宛的戰(zhàn)爭告一段落，漢軍帶回數(shù)十匹汗血寶馬和三千多匹中等馬，漢朝在西域的聲望大大加強?！妒酚洝分杏性姙樽C：天馬來兮從西極，經(jīng)萬里兮歸有德。承靈威兮降外國，涉流沙兮四夷服。

公元前72年，匈奴進攻烏孫，烏孫向漢求救，西漢遣五將軍率15萬大軍與烏孫東西夾攻匈奴，大獲全勝，匈奴元氣大傷，從此無力與漢在西域爭雄。公元前60年，匈奴發(fā)生內(nèi)訌，西邊日逐王降漢，自此匈奴勢力全部退出西域。西漢以鄭吉兼護“鄯善以西”、“車師以西北道”，這就是西域都護的由來。西域都護的主要任務就是統(tǒng)領西域諸國，聯(lián)合起來共同抗擊匈奴的侵擾，特別是保護西域南北兩道的安全和暢通。至此，西域地區(qū)統(tǒng)一在西漢中央王朝的管轄之下，更為中國與中亞、西亞、歐洲各國的交往鋪平了道路。