西域指的是今天的新疆一带，汉武帝最初派遣张骞出使西域，是打算联络传说中的大月氏，张骞费了千辛万苦，找到了大月氏，大月氏人不愿意与汉朝联合作战，张骞只好返回汉朝。

张骞向汉武帝报告说：“西域有一个大国叫做乌孙，如果把乌孙招来，与汉朝联合对付匈奴，就等于斩断了匈奴的一条胳膊。”

汉武帝很高兴，就派遣张骞带着贵重的礼物，出使乌孙。张骞见了乌孙王，乌孙王觉得自己距离匈奴太近，不敢得罪匈奴，没有答应。

张骞派出随从到了西域的大宛、安息、身毒等，这些国家都愿意与汉朝往来，其中大宛出产宝马，汉武帝多次派人向大宛索取汗血宝马。

西域的很多国家都开始与汉朝往来，乌孙很担心，就派出使者与汉朝交往，并且向汉朝求婚。汉武帝将江都王的女儿细君嫁给了乌孙王昆莫。昆莫的年龄很老了，细君很伤心。

昆莫的孙子喜欢细君，昆莫打算将细君嫁给自己的孙子，汉武帝派人对细君说：“答应了吧，遵守乌孙的风俗。”

大宛国出产名马，汉武帝派出使者来索要汗血宝马，大宛人不想提供，大宛人商量说：“汉朝距离大宛路途遥远，怎么可能派来大军进攻我们呢？”于是，大宛人拒绝了汉使，并且羞辱了他们。

汉武帝很生气，就派遣自己的爱妃李夫人的弟弟李广利带人去征讨大宛，汉武帝封李广利为贰师将军，带了几千人前去。

李广利的军队一行十分艰难，沿途的城市都拒绝给汉军提供粮食与饮水，试着攻了几个城市，都失败了，只好退兵到敦煌，只剩下五分之一左右，汉武帝闻讯大怒，命令李广利不准进入玉门关，否则就砍脑袋，吓得李广利不敢进入玉门关。

汉武帝考虑，假如汉朝连小小的大宛国都拿不下来，那么，西域其他国家肯定不会畏惧汉朝的，于是，汉武帝安排赦免一些囚犯，加上一些社会闲散人员，一共凑了六万人，汉武帝为他们准备了十万头牛、三万战马、上万头驴子、骆驼，还有足够的粮食饮水，还为大军配备了水利方面的专家，为破坏大宛城的城外饮水设施做准备。

汉武帝还派出十几万大军驻守在酒泉、张掖一带，为李广利做呼应。李广利带着六万大军再次出发了，一路上，西域各国争着为汉军提供粮食与饮水，只有轮台国不肯合作，李广利就攻下了轮台，教训了他们。

大宛国知道汉朝终于派来了数万大军，他们吓坏了，商量了一番之后，大宛人杀死了他们的国王，向汉军投降了。