元狩四年（前119年），张骞带领300人，每人马2匹，并携带着牛羊万头和价值数千万的黄金、币帛，持着汉节出发。
张骞一行人刚刚出陇西，远处传来了塞外优美的乐曲。这时有一位老人赶着羊群来到张骞面前，张骞看他的穿着并不像是塞外人，便问道：“请问老者是何方人，为何在这儿牧羊？”
老汉停下脚步，抬头看了看张骞，回道：“我原本是在函谷关居住，因为大水冲走了家，所以官府把我们都迁到这儿来了，已经有两年的时间了。”
张骞一行人便来到了老人的家。老人热情地招呼了他们。张骞落座后，主人端来了酒菜。老人说：“我姓李，今年六十多了，那年函谷关发大水，要不是皇上差官府把我们70万人安排到这儿，那我们真是无家可归了，皇上真是英明啊。”
张骞说：“圣上是一代明君啊，他下令让卫青、霍去病把匈奴赶跑了，当年我路过这儿的时候，这个地方还很荒凉。这次皇上派我们去西域，就是为了与西域各国联合起来，这样匈奴就不敢来了，陇西、塞外的人就永远保平安了。”
“啊，那太好了。”
第二天，张骞一行人继续赶路。老百姓听说后，都来为他们送行，还给他们带来很多吃的东西。张骞顿时觉得内心激动万分，真正感受到了这次出使的重大意义，于是便暗暗下定决心，一定要完成这次的任务，一定要打通西域邦交，要让大汉的西疆更加安定繁荣。
就这样，张骞一行很快便到达了乌孙国。乌孙，都赤谷城，人口63万，是个高原地区，多雨寒冷，人民多畜牧，逐水草为生。乌孙国老国王接见了他们。张骞行了礼，呈上了汉武帝的书文。国王展开文书，请翻译看了。老翻译说：“他们是东方的大汉帝国派来的使臣，他们的皇帝要与我们乌孙国结为兄弟盟邦。”
国王笑着点了点头，说：“欢迎远方的贵客。”
张骞一摆手，随从们便依次高托着黄金、钱币、丝绸等进来，乌孙国王见了，高兴地笑了起来。晚上，国王为张骞一行举行了欢迎晚宴，桌上摆满了烤羊肉、葡萄酒和瓜果。
乌孙国王向张骞等举杯：“祝东方的大汉天子身体健康。”
张骞一饮而尽，他也举杯祝国王身体健康。
张骞举杯敬大家：“愿大汉国与乌孙国世代相好，永结盟邦。”
歌舞表演开始了，优美的异国乐曲响了起来，一队美丽的乌孙国姑娘们穿着漂亮的连衣裙，头披纱巾出场跳了起来。
张骞小声对乌孙国王说：“乌孙如能回到东方故地，我大汉朝将把公主嫁给大王做夫人，结为亲戚，共同抗拒匈奴。这样，匈奴是不经打的。”
乌孙国王听后，在帐中转了几圈，一时不能决断，便叫张骞等人暂居帐中，自己去召集部众商议可否。由于汉朝和乌孙相距太远，素无往来，因此大臣们谁也不清楚汉朝究竟是大还是小。
而且长期以来，乌孙一直服从于近在眼前的匈奴，恐怕因和汉朝交往得罪匈奴而受到攻击，所以没有一个人赞成东迁。乌孙国王见状，不得不独自望着长空，无可奈何地叹了一口气。
日子在等待中度过。张骞害怕耽误时间，就打发副手们拿着汉节，带着礼物，分头去联络大宛、康居、大月氏、大夏、安息、身毒和于阗等国家。乌孙王对于这一类活动倒也比较积极，他很热心地推荐了几个翻译帮助他们。
张骞苦等了几天之后，见始终得不到乌孙王的确切回报。乌孙王对张骞敷衍一番，献上几十匹好马，答谢汉朝的馈赠，并派使者送张骞回国，同时察看汉朝国势。这是《史记》《汉书》记载中，西域人首次到中原。张骞拜为大行，岁余卒。
元鼎二年（前115年）夏，乌孙王派遣的使者第一次来到中国。他们看到汉帝国国土辽阔，物产丰饶，特别是对京都长安的繁华富裕留下了深刻印象。他们回国后，盛赞汉帝国是东方大国。这使得乌孙王增强了对汉王朝的信任。于是，乌孙王开始重视与汉朝的关系，见汉朝军威远播，就更重视了。匈奴听说乌孙与汉朝通使，要攻击乌孙，乌孙于是下决心与汉朝建立正式关系。
元封三年（前108年），乌孙国选送了1000匹上等的好马作为和汉朝结亲的聘礼。1000匹马在进入长安城时，围观的百姓挤得水泄不通，对这种体格异常高大、雄健、线条优美的好马啧啧赞叹不已，更有甚者率先喊出了“天马”。
汉武帝夜不能寐地等待着这一天，他收下昆莫的和亲之马，派江都王刘建的女儿细君公主远嫁乌孙。待圣旨一到，刘建父女抱头痛哭。
细君公主生性淑慧，才学过人，写得一手好字，画得一笔好画，哭后却也认命，父女从此天各一方。
新婚大喜，举朝皆庆。这日临朝，昆莫喜滋滋刚刚就座，就听有人禀报：“匈奴单于使者到！”不善掩饰自己的昆莫倒吸一口冷气，看看群臣。“兵来将挡，水来土掩，圣上只管传他进见。”群臣道。
匈奴来使个头不高，却口若悬河，滔滔不绝：“我们两国相邻，我匈奴一贯保护着像你们这样的小国，两国百姓都希望安居乐业，你我永结秦晋之好，单于大王命我前来商讨联姻之事，大王想把他最美丽的女儿嫁给您，想您不会拒绝吧？”
说完，使者仰头望着昆莫，二目如电，直射对方。可怜的昆莫大气不敢出一声，国小可欺，无论是汉还是匈奴，一天之内就都可把他的乌孙踏为平地、鸡犬不留。自自然然，匈奴王的女儿成了乌孙王的左夫人，想象不出他的后宫到底成了什么样子。
贤淑的细君公主变得善于交际，她把自己带来的钱财和丝绸赐给乌孙王左右的贵官们，借以在他们当中扩大汉朝的影响。果然这些人都说大汉和汉公主的好话，为此，细君的心略有惬意。
可是由于言语不通，吃的和穿的都有很大的差别，公主很不习惯乌孙人的生活，只好自建一座宫室，孑身自居。想想遥远的故土，看看眼前形如枯木的老夫，细君忧伤已极，常常以泪洗面，哭断衷肠。乌孙老王死后，其孙岑陬继位，要娶公主为妻。公主不答应，上书长安。汉武帝指示她：“从其国俗，欲与乌孙共灭胡。”公主才同意。
细君公主只生了一个女儿后便去世了。细君死后，汉王朝又将楚王刘戊之女解忧公主嫁给乌孙王岑陬。这两次和亲，对于巩固汉与乌孙的友好关系，使乌孙成为汉在西方牵制匈奴的一支重要力量，以及发展双方经济、文化交流等，起到了积极作用。
当初张骞派往大夏等国的副使，都陆续领着那些国家的使者来到长安。汉武帝对这些使者热情招待，出巡各地时都带着他们。所到之处，让西域使者参观仓库的丰富收藏，赏赐给他们丰厚的财帛，以丰盛的酒席招待他们，让他们观看汉朝的“角抵”戏——这是一种杂技。
西域的人看到后，惊叫连连。通过这些活动，让西域的使者有机会更广泛地了解中国的文明。这些使者回国后，纷纷对那些“不知有汉”
的西域国王和大臣极力宣传在汉朝的见闻。这样，就促进了西域各国与汉帝国的往来。
张骞两次通西城虽然未能达到预期目的，但是打通了中西交通路线，促进了东西文化的交流，对人类历史的贡献是非常重大的。
这条通路的开辟使得汉朝第一次将声威扬于西域并逐渐建立起宗主的统治地位，这对中华民族大家庭的形成具有重要意义，表明早在西汉时期广大西域地区就逐渐纳入了中国的版图，成为中国神圣领土不可分割的一部分。
这条被18世纪欧洲学者冠以“丝绸之路”美誉的东西方友好往来、贸易的国际通道在汉武帝时期正式开通了。正是通过它，中国文明以丝绸等商品为媒介，远播万里，向全世界展示了西汉帝国的风采，表达了中国人民渴望友好往来的情谊。