张骞第一次出使西域，虽然未能达到联盟月氏、共击匈奴的目的，却获得了大量前所未闻的有关西域地理、物产等信息，了解到匈奴一些内情，还听说了乌孙(在今伊犁河流域和伊塞克湖地区)、奄蔡(在今咸海和里海之间)、安息(今伊朗)、犁靬(亚历山大港，一说在今叙利亚一带)、条支(在今伊拉克)和身毒(今印度、巴基斯坦)等国家和地区的情况。在大夏逗留时，张骞看到那里有邛（穷，今西昌附近）竹杖和蜀布，听当地人介绍说这些货物乃得自身毒。故而他认为身毒距四川不远，于是回国后力劝武帝打通西南方向的道路。得到张骞带回的信息之后，具有雄才大略的汉武帝开始了张骞第二次出使西域示意图广求西向通道的行动。公元前122年，武帝派遣使官四路并进，深入西南巴蜀地区，寻求通往身毒的道路，想要开辟一条经身毒到西域的路线，可惜没有成功。第二年，武帝派霍去病率军远征匈奴，西入匈奴境内千余里，缴获匈奴休屠王的祭天金人；南下祁连山，沉重打击了匈奴势力，致使匈奴浑邪王率部4万余人降汉。由此，汉朝得到了河西走廊，使通往西域的道路畅通有了保障。公元前119年，汉朝大将卫青、霍去病率大军再击匈奴，大败匈奴单于，出塞2000余里，到达狼居胥山(约在今蒙古人民共和国乌兰巴托东)，濒临瀚海才凯旋。遭受到重创的匈奴势力被迫向西北远徙，对汉朝的威胁基本解除，也为西域道路的畅通创造了条件。于是，张骞建议武帝联络乌孙，劝说乌孙东迁，回到河西故地，“断匈奴右臂”。汉武帝接受了这一建议，并派遣张骞第二次出使西域。
张骞第二次出使，率领将土300人，副使多人，并携带牛羊、金币和彩帛，沿途通道西域各国，加强联系。但是，他联络乌孙、共击匈奴的目的仍然没有达到。乌孙害怕匈奴，不敢有什么举动。不过，此次出使仍有很大收获。张骞派出的副使们分别访问了大宛、康居、大月氏、大夏、安息、身毒等国家和地区。使团归国时，乌孙等国都派使者随张骞同到长安，从此同汉朝有了正式往来。此外，汉朝连年派出使官前往西域诸国，汉代文化也伴随这些活动流传到遥远的西方。中西交通与文化交流，揭开了新的纪元。