大宛是中亞古國，位於帕米爾高原西麓，錫爾河中上遊。大宛國盛產葡萄，並用葡萄做原料釀製美酒；大宛國還盛產苜蓿，苜蓿養育了大宛的良馬。漢朝使者就將這兩種植物的種子帶了回來。漢武帝以極大的興趣投入種植。
幾年以後，一眼望不到邊的葡萄和苜蓿令西域使者吃驚。漢武帝還將自己在上林苑的離宮命名為“葡萄台”。在城南的樂遊苑，則全麵種植了苜蓿。
當時長安人稱苜蓿為“懷風”，又稱之為“光風”，風行苜蓿叢中，常發出蕭蕭之聲；而陽光照射其花，又有美麗的光彩，因而得名。長安遠郊的茂陵邑也種植苜蓿，當地人稱之為“連枝草”。
而大宛最以汗血馬為著名。建元三年（前138 年），張騫第一次出使西域時曾到過大宛，並且受到了大宛王的接待。
張騫出使西域回來之後，曾向漢武帝詳細介紹大宛等西域國家的風俗、民情、特產。他說：“大宛在漢之正西，有萬裏之遠。當地產好馬，馬出的汗是紅色的，當地人稱之為‘汗血馬’。”
這些關於異國的奇珍異寶和民情風俗的有趣見聞，深深吸引了漢武帝，特別是汗血馬。當初漢武帝打開卜筮之書占卜時，書上說：“神馬當從西北來。”沒過多長時間，果然就得到了烏孫的良馬，漢武帝大喜，名烏孫馬為“天馬”。
如今，漢武帝聽說大宛有一種馬叫汗血馬，比烏孫馬更好，這對愛好狩獵、酷愛良馬寶駒的漢武帝來說，具有莫大的吸引力，他漢武帝便一心想弄來一匹看看。
漢武帝一心想同大宛等西域國家在經濟和文化上加強聯係。可是，中間有樓蘭和姑師擋住了去路。樓蘭扼西漢通往西域的要衝，西南通扞泥、且末、小宛、精絕、於闐等國，北通姑師。漢使者每年經過這裏，都要花去大量饋贈，有時還被刁難，弄得吃不成飯。這些國家還多次為匈奴通風報信，叫匈奴人截獲漢使者，使西漢與西域諸國的交通受到很大阻礙。
元封三年（前108 年），正是北國大雪紛飛之時，漢武帝命從票侯趙破奴及王恢率兵數萬，遠征樓蘭和姑師。趙破奴率領輕騎七百人，一舉攻克樓蘭城，活捉了樓蘭王，接著又攻打姑師，於征和四年（前89 年）征服了姑師。漢朝用兵樓蘭、姑師，震動了西域各國。
匈奴得知樓蘭降漢的消息後，就發兵出擊樓蘭。樓蘭不敢抵敵，隻好分遣王子入質西漢與匈奴，向兩麵稱臣。為了打破匈奴對大宛的控製，並獲得大宛的汗血馬，漢武帝在太初元年（前104 年），命車令為使臣，攜帶著黃金20 萬兩及一匹黃金鑄成的金馬去貳師城求換汗血馬。
車令滿懷信心地踏上了西去的路程。漢使團一路上曆盡千辛萬苦，半年多後抵達大宛國。車令求見大宛王毋寡，說：“漢天子令臣等專程以黃金千斤、金馬一匹請求交換貴國的汗血馬……”
大宛王毋寡，毫無主見，用眼睛看著群臣。群臣們像是著了魔似的大叫起來：“我們不欠漢朝的這一點兒禮物！”
“貳師城裏的馬都是大宛的國寶，怎麽能這樣輕易地送給別人呢？”語氣更是直截了當。
另有一個大臣在下麵低聲附和：“漢朝離我們那麽遠，路途又艱險。
每次派幾百名使者來，死得隻剩下了一半人，怎麽可能派大軍征伐呢？
我看漢朝奈何不了我們。貳師城汗血馬，是我大宛寶貝，決不能給漢朝！”毋寡聽信群臣意見，堅決拒絕了車令的請求。
車令被兜頭潑了一瓢涼水，想起途中的千辛萬苦、饑餐露宿，不禁惱羞成怒，失去理智，破口大罵，敲碎金馬，拂袖而去，留下目瞪口呆的大宛群臣。
大宛貴族也被激怒了，他們說：“漢使太輕視我國了，竟這樣辱罵您，我們絕對不能放他離開大宛！”
大宛王毋寡立即手書一封信給東邊的守將鬱成王，讓他出兵截住車令。鬱成王接信之後決定半路行劫。就這樣，茫茫的戈壁灘上回響起金戈的撞擊之聲，千斤黃金也被洗劫一空。
消息傳到長安，這天有人突然來報：“皇上，大宛國不但不給我們汗血馬，還殺了漢使，奪走了黃金。”漢武帝聽後大怒，便召集眾臣商議，準備發兵征討大宛。
由於趙破奴曾經以七百騎兵就活捉了樓蘭王，因此漢武帝十分輕視西域各國的戰鬥力。漢武帝便發誓要踏平大宛，得到汗血馬。
出使過大宛的姚定漢說：“大宛的兵力薄弱，隻要派去3000 人馬，用強弓硬弩射他們，就可將其全部俘獲。”
一時間，漢武帝不知道派誰出征好，忽然他心頭一震：“對，既然此番征討大宛，唾手可得，何不將此任交給愛姬李夫人的哥哥李廣利呢！”
李廣利嫻熟弓馬，這時正隨侍在宮廷。漢武帝早就想封其為官，隻是苦於沒有加封的理由。現在，機會終於來了。於是，漢武帝封李廣利為貳師將軍，率領屬國的6000 騎兵和郡國那些品行惡劣的少年數萬人，前往征討大宛。
所行的目的是到貳師城奪取良馬，所以漢武帝命李廣利號稱“貳師將軍”。同時任命趙始成為軍正官，原浩侯王恢為軍前向導，李哆為校尉，具體掌管行軍作戰事宜。
漢武帝對李廣利說：“大宛國不給我們汗血馬，還殺了我們的使者，這是對我大漢的無視。朕封為貳師將軍，率三萬人馬到西域進攻大宛國，把汗血寶馬給朕取回來。”
“末將遵旨。”
漢武帝繼續說：“朕要取汗血馬的原因還在於我大漢曆來受匈奴所擾，就是因為他們擁有一支剽悍的騎兵；敵人的騎兵凶猛，就是因為他們有優質馬。所以，從長遠考慮，我們一定要有良馬。”
“皇上聖明。”一些大臣們附和著。
於是這支大軍帶著大量輜重，艱難地越過沙漠、草地、雪山。路上死了不少人，中途又受到敵人頑強的抵抗。李廣利看實在不行，就引兵返回。等回到敦煌，已費時兩年，士卒隻剩十之二三。
李廣利派人報告漢武帝：“道路艱險，士卒缺糧，人員大減，不足以伐大宛。請求陛下暫且罷兵，重新征發士卒後再去。”
剛愎自用的漢武帝聞訊大怒，派使者趕到玉門關，下令說：“軍士敢入關者，斬！”嚇得李廣利隻得留駐敦煌。由於用兵不利，朝廷公卿大臣也都希望罷兵。
可是，漢武帝對誰的意見也聽不進去，認為小小的大宛國都攻不下來，西域各國不是要小看漢朝嗎？於是下詔再征發6 萬大軍，調集了不計其數的牛、羊、驢、駱駝，組成遠征軍，仍由李廣利統率，繼續遠征大宛。
李廣利率領遠征軍再伐大宛。漢軍曆盡艱難困苦，終於在太初四年（前101 年），包圍了大宛都城貴山。貴山城內沒有水井，飲水是從城外河水引進來的。李廣利派水工斷絕水源，想用這個辦法逼迫守兵投降。圍城四十多天，大宛人拚死反抗。後來城裏找到了會挖井的漢人，開鑿水井。飲水問題解決了，大宛人愈加頑強地參加守城鬥爭。戰鬥中，大宛貴族將軍煎靡被漢軍俘虜。
軟弱的大宛貴族被圍城的艱苦嚇壞了，堅持不住了，商議說：“如果殺掉大王，將好馬獻給漢朝，漢軍將自動解圍。如果不解圍，再力戰而死，還不算遲。”
經過一番陰謀策劃，大宛國王終於成為這些貴族的犧牲品。他的頭顱被送到李廣利的軍營，大宛使者對李廣利說：“漢退兵，我盡獻好馬；要是不聽，我殺盡好馬。康居的援兵又將來到，我將與漢軍死戰。請慎重考慮，何去何從？”
李廣利已經知道貴山城裏鑿了水井，糧食也不少，再打下去沒有什麽好處，就同意了大宛的意見。大宛放出好馬，讓漢軍挑選。漢軍挑選了幾十匹汗血馬，還有三千多匹普通馬，與大宛盟而罷兵。西征大宛告捷，漢朝國威大張。
沿途中亞各國聽說漢軍征服了大宛國，無不大受震動。各國王公貴族紛紛派遣子侄跟隨漢軍回到中原，他們為漢武帝呈上貢品，並留在漢朝作為人質，表示對漢武帝的效忠。
為了保護這條通道，漢武帝命令守卒和當地百姓開始規模巨大的國防工程的建設，這就是把秦代長城由令居向西延展，直達今敦煌之西。在敦煌西北築起了雄偉壯麗的玉門關，作為漢王朝的西大門。
沿長城設有驛站，可以及時傳達軍事情報、命令和公文。由於亭障烽燧萬裏相望，中國西北出現了一條堅強的防線，有效地保護著從敦煌到樓蘭的通道。
漢武帝對樓蘭、姑師和大宛用兵，動機是錯誤的，無論對西域人民還是漢朝人民，都帶來巨大的痛苦和犧牲。但是客觀效果卻出乎封建統治者意圖之外。因為，從此漢朝和西域的商路正式開辟，東西交通更加頻繁，各族人民之間的往來更加密切，加速了經濟和文化的交流。