至于其通西域，则更是动于侈心。他的初意，是听说月氏为匈奴所破，逃到今阿母河滨，要想报匈奴的仇，苦于无人和他合力，乃派张骞出使。张骞回来后，知道月氏已得沃土，无报仇之心，其目的已不能达到了。但武帝因此而知西域的广大，以为招致了他们来朝贡，实为自古所未有，于是动于侈心，要想招致西域各国。
张骞在大夏时，看见邛竹杖、蜀布，问他从那里来的？他们说从身毒（今印度）买来。于是臆想，从四川、云南，可通西域。派人前去寻求道路，都不能通（当时蜀物入印度，所走的路，当系今自四川经西康、云南入缅甸的路。自西南夷求通西域的使者，“传闻其西可千余里，有乘象国，名曰滇越，而蜀贾奸出物者或至焉”，即当今缅甸之地）。后来匈奴的浑邪王降汉，今甘肃西北部之地，收入中国版图，通西域的路，才正式开通。
前104年，李广利伐大宛（大宛都贵山城，乃今之霍阐），不克。武帝又续发大兵，前101年，到底把他打下。大宛是离中国很远的国，西域诸国，因此慑于中国兵威，相率来朝。
还有一个乌孙，也是游牧民族，当月氏在甘肃西北境时，乌孙为其所破，依匈奴以居。月氏为匈奴所破，是先逃到伊犁河流域的。乌孙借匈奴的助力，把他打败，月氏才逃到阿母河流域，乌孙即占据伊犁之地。