伊稚斜死后，他的儿子乌维于武帝元鼎三年（公元前114年）继立。乌维在位十年死，其子乌师庐1 继立，因为乌师庐即位时很年轻，故号为“儿单于”。稽粥单于号为“老上单于”以后，军臣与伊稚斜都没有号，到了乌师庐始又有号。儿单于立于武帝元封六年（公元前105年）。儿单于在位不过三年就死了，因其子年岁太小，只好由季父继位，以乌维单于之弟右贤王呴黎湖2 为单于，这是武帝太初三年（公元前102年）的事情。
自头曼至军臣，匈奴单于都为父子相传，到了伊稚斜攻败其侄於单自立为单于，是以弟代兄。儿单于死，因子幼小又立其叔。呴黎湖即位时大概年纪已老，立一年便死了，又由其弟左大都尉且靼侯立为单于，这一年是武帝太初四年（公元前101年）。从乌维立到呴黎湖死为止，短短十四年中换了三个单于。
在这十几年中，匈奴力量受到削弱，不得不远遁漠北，休养生息。《资治通鉴·汉纪十三》说：“匈奴自卫、霍度幕以来，希复为寇，徙远北方，休养士马，习射猎。”然而，这并不是说匈奴已有屈服于汉朝之意。相反，匈奴在与汉王朝的交往中依然坚持对等地位。同时，也并不是说在十几年中，匈奴与西汉王朝完全没有动过干戈。《汉书·武帝纪》载，元鼎五年（公元前112年）匈奴入五原，杀太守。由于匈奴入侵，武帝于元鼎六年调兵征伐，“发陇西、天水、安定骑士及中尉，河南、河内卒十万人，遣将军李息、郎中令徐自为征西羌，平之”3 。《汉书·公孙贺传》说：“复以浮沮将军出五原二千余里，无功。”《汉书·匈奴传》说：“遣故太仆公孙贺将万五千骑出九原二千余里，至浮苴井，从票侯赵破奴万余骑出令居数千里，至匈奴河水，皆不见匈奴一人而还。”
过了一年，即武帝元封元年（公元前110年），武帝自将率师至朔方，向乌维单于挑战。“诏曰：‘南越、东瓯咸服其辜，西蛮、北夷颇未辑睦，朕将巡边垂，择兵振旅，躬秉武节，置十二部将军，亲帅师焉。’行自云阳，北历上郡、西河、五原，出长城，北登单于台，至朔方，临北河。勒兵十八万骑，旌旗径千余里，威震匈奴。”4 同时，他又遣郭吉到匈奴去，向乌维单于示威。按照匈奴的习惯，凡外族使者之欲见单于者，必先将来意告诉主客，由主客禀报给单于，单于再决定见或者不见。郭吉既到匈奴，主客问其来意，郭吉表示只能对单于说。后来，他见到单于时向单于说：“南越王头已县于汉北阙下。今单于即能前与汉战，天子自将兵待边；即不能，亟南面而臣于汉。何但远走，亡匿于幕北寒苦无水草之地为？”5 乌维单于大怒，将接待郭吉的主客斩首，并扣留了郭吉。但是乌维对于武帝的挑战始终不敢应战，仍避居漠北而不敢接近汉边，武帝也只好引兵而去。
武帝元封四年（公元前107年），匈奴又数次出兵侵犯汉边，于是武帝拜郭昌为拔胡将军，使浞野侯赵破奴屯朔方以东，以备匈奴。这时，单于廷原来所在的地方，已成为左贤王所居的地方；而右贤王就更往西走，单于廷当然也向西迁徙。匈奴后来西徙至于葱岭以西而至于欧洲，是世界史上一件重大的事情，但从整体趋势来看，端倪始于此时。
武帝太初元年（公元前104年），西汉王朝再次出征匈奴，经过情形是：
其冬，匈奴大雨雪，畜多饥寒死，而单于年少，好杀伐，国中多不安。左大都尉欲杀单于，使人间告汉曰：“我欲杀单于降汉，汉远，汉即来兵近我，我即发。”初汉闻此言，故筑受降城，犹以为远。其明年春，汉使浞野侯破奴将二万骑出朔方北二千余里，期至浚稽山而还。浞野侯既至期，左大都尉欲发而觉，单于诛之，发兵击浞野侯。浞野侯行捕首虏数千人。还，未至受降城四百里，匈奴八万骑围之。浞野侯夜出自求水，匈奴生得浞野侯，因急击其军。军吏畏亡将而诛，莫相劝而归，军遂没于匈奴。单于大喜，遂遣兵攻受降城，不能下，乃侵入边而去。明年，单于欲自攻受降城，未到，病死。6
西汉王朝为了加强对边境的防备，在匈奴呴黎湖单于时期（公元前102—前101年）派人出塞筑城屯田。《汉书·匈奴传》说：“汉使光禄徐自为出五原塞数百里，远者千里，筑城障列亭至卢朐，而使游击将军韩说、长平侯卫伉屯其旁，使强弩都尉路博德筑居延泽上。”
匈奴单于避居漠北，公孙贺等深入二千余里，不见匈奴一人而还，说明匈奴避免与西汉王朝打仗。汉为巩固边境，遣徐自为等出塞筑城屯田，西汉王朝的边界更接近漠北。匈奴在武帝太初三年（公元前102年）又大举入寇。《汉书·匈奴传上》说：
匈奴大入云中、定襄、五原、朔方，杀略数千人，败数二千石而去，行坏光禄所筑亭障。又使右贤王入酒泉、张掖，略数千人。会任文击救，尽复失其所得而去。
《汉书·西域传》“鄯善”条说：“汉军正任文将兵屯玉门关，为贰师后距。”所以武帝命他就近去救酒泉、张掖。《资治通鉴·汉纪十三》说：“（匈奴）又使右贤王入酒泉、张掖，略数千人。会军臣任文击救，尽复失所得而去。”
从整体来看，匈奴自乌维单于至呴黎湖单于的十几年中，特别是乌维单于时期，匈奴与西汉关系的重点不是战争，而是匈奴贵族与西汉王朝的交涉。
伊稚斜单于末年，匈奴经卫青与霍去病的沉重打击，伊稚斜采纳了赵信的计谋，与汉和亲。因西汉王朝要匈奴称臣，伊稚斜不愿意，结果谈判破裂。乌维即位初年，赵信还活着，大概又是受赵信的影响，乌维多次遣使到汉要求和亲。而西汉王朝经过几次激烈的战争，也受到很大的损失，欢迎匈奴和亲的建议。同时，西汉王朝想知道匈奴的虚实，派了一位对于匈奴风俗习惯比较了解的使者到匈奴。《汉书·匈奴传》说：“汉使王乌等窥匈奴。匈奴法，汉使不去节，不以墨黥其面，不得入穹庐。王乌，北地人，习胡俗，去其节，黥面入庐，单于爱之。”乃阳许王乌说：“吾为遣其太子入质于汉，以求和亲。”这时，“汉东拔濊豹、朝鲜以为郡，而西置酒泉郡以隔绝胡与羌通之路；又西通月氏、大夏，以翁主妻乌孙王，以分匈奴西方之援国；又北益广田至眩雷7 为塞，而匈奴终不敢以为言”。
汉以为匈奴已经衰弱，可以使其称臣，于是又遣杨信入使匈奴。“杨信为人刚直屈强，素非贵臣也，单于不亲。欲召人，不肯去节，乃坐穹庐外见杨信。杨信说单于曰：‘即欲和亲，以单于太子为质于汉。’单于曰：‘非故约。故约，汉常遣翁主，给缯絮食物有品，以和亲，而匈奴亦不复扰边。今乃欲反古，令吾太子为质，无几矣。’”8
这说明，乌维对王乌说可以遣太子入质于汉的话是欺骗王乌的。匈奴虽然已经衰弱，但仍不愿向汉王朝称臣。匈奴对西汉王朝的态度是要求对等地位。
匈奴态度强硬，杨信无法完成使命，只好离匈归汉。西汉王朝再次派王乌出使匈奴，匈奴贪汉财物，很客气地应付王乌。《汉书·匈奴传》说：“匈奴复谄以甘言，欲多得汉财物，绐王乌曰：‘吾欲入汉见天子，面相结为兄弟。’”这又是乌维骗王乌的话，王乌深信不疑。他回汉后报告给武帝，武帝很高兴，在长安特别为单于建筑了宫邸，准备单于来时住宿。可是事实上，乌维始终没有到长安，几十年后，汉宣帝时呼韩邪单于始到长安。
乌维单于扬言要求西汉王朝派贵人或大臣到匈奴为使，才能告以实话。恰巧这个时候，匈奴派往汉的贵人病了，汉派医就诊，结果病逝。西汉王朝对此事很惋惜，于是派一位佩二千石印绶的大员路充国为其送丧，并馈赠匈奴数千金。相反，乌维却怀疑西汉王朝用药杀死了贵人，路充国到了匈奴后被乌维扣留，并发兵扰乱汉边。前面所说西汉王朝派赵破奴等攻击匈奴，就是在交涉失败之后匈奴入侵，不得不用兵出击。
匈奴对汉采取欺骗手段，因而汉也采取“分化”的方式“以乖其国”。比方乌维单于死的时候，西汉王朝派两位使者到匈奴，一吊单于，一吊右贤王。结果被匈奴识破，两使被扣留。
这一时期匈奴力量的削弱，还表现在对西域影响的逐步丧失上。西汉王朝特别注意沟通西域诸国，这项政策始于武帝初年。然而严格地说，西汉直接沟通西域应当是武帝元鼎二年（公元前115年）张骞出使乌孙，乌孙也遣使随张骞至汉之时。从此以后，西汉王朝与西域诸国方不断来往。为什么西汉王朝要沟通西域呢？据西汉史书记载，都说汉之所以要沟通西域，目的是要断匈奴的右臂。汉武帝要攻破匈奴，除了准备用武力去正面征伐，还要联络西域诸国，使匈奴失去援助，孤立匈奴，便于击败。匈奴曾置僮仆都尉去统治西域诸国，收赋税并利用西域诸国的人力、物力与汉对抗。西汉王朝要击败匈奴，必须争取西域诸国，断匈奴右臂，这是一个很好的办法。因此之故，早在军臣在位的时候，武帝就遣张骞出使大月氏。当时西域的概况，据《汉书·西域传》说：
西域以孝武时始通，本三十六国，其后稍分至五十余，皆在匈奴之西，乌孙之南。南北有大山，中央有河，东西六千余里，南北千余里。东则接汉，阸以玉门、阳关，西则限以葱岭。其南山，东出金城，与汉南山属焉。其河有两原，一出葱岭，一出于阗。于阗在南山下，其河北流，与葱岭河合，东注蒲昌海。蒲昌海，一名盐泽者也，去玉门、阳关三百余里，广袤三百里。其水亭居，冬夏不增减，皆以为潜行地下，南出于积石，为中国河云。自玉门、阳关出西域有两道。以鄯善傍南山北，渡河西行至莎车，为南道，南道西逾葱岭则出大月氏、安息。自车师前王廷随北山，渡河西行至疏勒，为北道，北道西逾葱岭则出大宛、康居、奄蔡焉。西域诸国大率土著，有城郭田畜，与匈奴、乌孙异俗，故皆役属匈奴。匈奴西边日逐王置僮仆都尉，使岭西域，常居焉耆、危须、尉黎间，赋税诸国，取富给焉。
《汉书·西域传》这里所说的“西域”是狭义的西域。广义的“西域”不仅包括天山以北的乌孙，葱岭以西的大宛、康居、大夏、大月氏、安息也包括在内。其实，《汉书·西域传》对于这些少数民族建立的政权也为之立传，而所谓“西域三十六国”或后来的五十余国，也包括这些国家在内。又，《西域传》以为盐泽去玉门、阳关三百余里也有错误，应该为千余里。而所谓其水“潜行地下，南出于积石，为中国河”，也是错误的。
至于武帝时西汉与西域的始通，《汉书·西域传》说：
汉兴至于孝武，事征四夷，广威德，而张骞始开西域之迹。其后骠骑将军击破匈奴右地，降浑邪、休屠王，遂空其地，始筑令居以西，初置酒泉郡，后稍发徙民充实之，分置武威、张掖、敦煌，列四郡，据两关焉。自贰师将军伐大宛之后，西域震惧，多遣使来贡献，汉使西域者益得职。于是自敦煌西至盐泽，往往起亭，而轮台、渠犁皆有田卒数百人，置使者校尉领护，以给使外国者。
上面数段话，是对初通西域的一个简单描述。自张骞初次出使大月氏至贰师将军李广利降匈奴，虽有三十多年时间，但是在张骞到乌孙之前，西汉与西域的交通既为匈奴所阻断，张骞一往一返也都为匈奴所扣留。而且，除了张骞，西汉无别人到过西域，西域也无使者到过长安。
要想明了西汉之所以要通西域，“断匈奴右臂”，得从张骞初次出使大月氏说起：
大宛之迹，见自张骞。张骞，汉中人。建元中为郎。是时天子问匈奴降者，皆言匈奴破月氏王，以其头为饮器，月氏遁逃而常怨仇匈奴，无与共击之。汉方欲事灭胡，闻此言，因欲通使。道必更匈奴中，乃募能使者。骞以郎应募，使月氏，与堂邑氏胡奴甘父俱出陇西。经匈奴，匈奴得之，传诣单于。单于留之，曰：“月氏在吾北，汉何以得往使？吾欲使越，汉肯听我乎？”留骞十余岁，与妻，有子，然骞持汉节不失。居匈奴中，益宽，骞因与其属亡乡月氏，西走数十日至大宛。大宛闻汉之饶财，欲通不得，见骞，喜，问曰：“若欲何之？”骞曰：“为汉使月氏，而为匈奴所闭道。今亡，唯王使人导送我。诚得至，反汉，汉之赂遗王财物不可胜言。”大宛以为然，遣骞，为发导绎，抵康居。康居传至大月氏。大月氏王已为胡所杀，立其太子为王。既臣大夏而居，地肥饶，少寇，志安乐，又自以远汉，殊无报胡之心。骞从月氏至大夏，竟不能得月氏要领。留岁余，还，并南山，欲从羌中归，复为匈奴所得。留岁余，单于死，左谷蠡王攻其太子自立，国内乱，骞与胡妻及堂邑父俱亡归汉。汉拜骞为太中大夫，堂邑父为奉使君。骞为人强力，宽大信人，蛮夷爱之。堂邑父故胡人，善射，穷急射禽兽给食。初，骞行时百余人，去十三岁，唯二人得还。骞身所至者大宛、大月氏、大夏、康居，而传闻其旁大国五六，具为天子言之。9
张骞出使大月氏的目的，是想联络大月氏去攻击匈奴。从这个使命来说，张骞是失败了。但是因为出使大月氏，西汉王朝与西域交通，使西汉王朝对西域有所了解。张骞到了西域，知道大夏与印度接近，后来沟通西南，以至滇国，主要是从这个认识开始沟通的。此外，张骞在匈奴十余年之久，对于匈奴的情形有所了解，对于西域诸国（如乌孙）的情况也知道不少。
张骞是武帝建元二年（公元前139年）离开汉，经过十三年，到武帝元朔三年（公元前126年）才回到长安。
张骞这一次到大月氏，往返都被匈奴扣留，于是他想从西南经印度到大夏、大月氏等国。他向武帝提出，欲从这条路到西域，武帝同意了。于是在武帝元狩元年（公元前122年），张骞第二次出使西域。《史记·大宛列传》云：
骞曰：“臣在大夏时，见邛竹杖、蜀布。问曰：‘安得此？’大夏国人曰：‘吾贾人往市之身毒。身毒在大夏东南可数千里。其俗土著，大与大夏同，而卑湿暑热云。其人民乘象以战。其国临大水焉。’以骞度之，大夏去汉万二千里，居汉西南……今使大夏，从羌中，险，羌人恶之；少北，则为匈奴所得；从蜀宜径，又无寇。”天子既闻大宛及大夏、安息之属皆大国，多奇物、土著，颇与中国同业，而兵弱，贵汉财物；其北有大月氏、康居之属，兵强，可以赂遗设利朝也。且诚得而义属之，则广地万里，重九译，致殊俗，威德遍于四海。天子欣然，以骞言为然，乃令骞因蜀犍为发间使，四道并出，出 ，出 ，出徙，出邛、僰，皆各行一二千里。其北方闭氐、笮，南方闭巂、昆明。昆明之属无君长，善寇盗。辄杀略汉使，终莫得通。然闻其西可千余里，有乘象国，名曰滇越，而蜀贾奸出物者或至焉，于是汉以求大夏道始通滇为滇国。初，汉欲通西南夷，费多，道不通，罢之。及张骞言可以通大夏，乃复事西南夷。
张骞这一次要从西南经印度到大夏及其他各国，结果又失败，但是汉却又因此而沟通西南的滇国。张骞第一次出使大月氏是想与大月氏联络，攻伐匈奴，这可以说是远近夹攻的战略。张骞第二次想从西南到西域，除了军事、政治的作用，还有经济的作用。武帝希望联络或臣服葱岭以西的各国，以包围匈奴。原来后人所说的“西域诸国”而役属于匈奴的，主要在葱岭以东与敦煌以西，迄至后来之“经营西域”，主要也是葱岭以东的西域。但是西汉王朝尽力设法去沟通的“西域”，都是在葱岭以西，主要原因恐怕是由于葱岭以东的西域诸国已为匈奴所征服，若不打垮匈奴的势力，就不容易与这些国接触。相反，葱岭以西的西域诸国，在这个时候虽可能与匈奴有关系，然并不受匈奴的控制，所以西汉想要越过葱岭以东的西域诸国，而与葱岭以西的西域诸国相联络。又因为葱岭以东的西域诸国的道路既为匈奴所垄断，而其南边的羌、氐的道路又很险恶，难于通过，所以不得不另找新的道路。这个计划既未成功，又想从西南经印度到大夏、大月氏、安息、康居、大宛各国。从很远的地方对匈奴做一大包围的计划，是一个宏伟的计划，说明武帝想利用西域诸国牵制匈奴。
从出使西域的目的来看，张骞在武帝元鼎二年（公元前115年）的第三次出使，也可以说没有完成使命。他出使乌孙，希望乌孙能迁回故居敦煌、祁连间。一方面作匈奴与汉的缓冲地带，另一方面可以隔绝匈奴与羌、氐的结盟。从这方面来说，他失败了，但从出使乌孙的后果来说，这一次出使却起了很大的作用。
张骞第二次出使时，霍去病已将兵出陇西攻占祁连，汉的西边遂延伸到葱岭以东的西域诸国，与楼兰、车师等接近。匈奴失去了祁连、敦煌一带，可以说右臂已断。但西汉王朝必须派重兵去防守祁连、敦煌这个地方。如乌孙迁回故地，与汉联盟，汉就可以不派重兵，而这里也不会被匈奴夺回。《汉书·张骞李广利传》载张骞说：
臣居匈奴中，闻乌孙王号昆莫。昆莫父难兜靡本与大月氏俱在祁连、敦煌间，小国也。大月氏攻杀难兜靡，夺其地，人民亡走匈奴。子昆莫新生，傅父布就翕侯抱亡置草中……还，见狼乳之……以为神，遂持归匈奴，单于爱养之。及壮……自请单于报父怨，遂西攻破大月氏，大月氏复西走，徙大夏地。昆莫略其众，因留居，兵稍强，会单于死，不肯复事匈奴。匈奴遣兵击之，不胜，益以为神而远之。今单于新困于汉，而昆莫地空。蛮夷恋故地，又贪汉物，诚以此时厚赂乌孙，招以东居故地，汉遣公主为夫人，结昆弟，其势宜听，则是断匈奴右臂也。既连乌孙，自其西大夏之属皆可招来而为外臣。
又，《汉书·西域传》说：“骞既致赐，谕指曰：‘乌孙能东居故地，则汉遣公主为夫人，结为昆弟，共距匈奴，不足破也。’乌孙远汉，未知其大小，又近匈奴，服属日久，其大臣皆不欲徙。昆莫年老国分，不能专制，乃发使送骞，因献马数十匹报谢。”
因乌孙大臣等反对回故地，而使张骞计划落空。但乌孙献几十匹好马并派使者至汉，同时张骞分遣副使到大宛、康居、月氏、大夏等国。这说明西汉王朝占领了祁连、敦煌之后，不仅可以直接与葱岭以东的西域诸国交通了，而且也可以与葱岭以西的西域诸国交通了。
张骞派到葱岭以西的西域诸国的副使，都先后回到了长安，使西汉王朝对于西域有更深的了解，从此西汉王朝与西域诸国互派使臣来往。乌孙使臣来到汉后，见到西汉王朝统治地区之广大，人口众多，物产丰富，很为羡慕。
匈奴听到乌孙与汉来往，很不满意，要出兵攻击乌孙。乌孙十分恐惧，进一步要求与汉和亲，并要求汉帮助抵抗匈奴。《汉书·西域传》说：
匈奴闻其与汉通，怒欲击之。又汉使乌孙，乃出其南，抵大宛、月氏，相属不绝。乌孙于是恐，使使献马，愿得尚汉公主，为昆弟。天子问群臣，议许，曰：“必先内聘，然后遣女。”乌孙以马千匹聘。汉元封中，遣江都王建女细君为公主，以妻焉。赐乘舆服御物，为备官属宦官侍御数百人，赠送甚盛。乌孙昆莫以为右夫人。
匈奴见汉与乌孙和亲，于是也采用和亲政策。《汉书·西域传》说：“匈奴亦遣女妻昆莫，昆莫以为左夫人。”乌孙以汉公主为右夫人，而以匈奴单于女儿为左夫人。匈奴尚左，乌孙以匈奴单于女为左夫人，说明乌孙尊重匈奴甚于汉。
乌孙与汉和亲的数十年中，汉乌之间的关系一直很好。公主细君在乌孙不过几年便死了，但是公主解忧嫁给了乌孙王。她依乌孙风俗，先后嫁给了三个乌孙王，生了几个儿女。儿子中一个继昆莫为王，一个做莎车王，一个做左大将。女儿中有一个嫁给龟兹王，一个为乌孙贵人妻。解忧的侍女冯嫽也嫁给乌孙贵人为妻。解忧与冯嫽在促进汉乌的交往上都起到了积极作用，使乌孙成为汉的盟友，而成为匈奴向西域发展的阻力。
乌孙不肯迁回故地，汉乃在这块地方设置四郡，这就是酒泉、张掖、武威和敦煌，徙民充实，慢慢经营，使大片荒野变成良田，使汉防守西陲所需要的人力、物力以至战马都可就地取给。同时，又使这块地方成为交通西域的门户，成为防备西羌与攻击匈奴的阵地。假使乌孙同意徙回故地，则其历史的发展便不一定是这样了。
西汉王朝沟通西域，主要是派遣使臣，用和平的方式，但有时也采用武力去征服。武帝元封三年（公元前108年）之遣兵击楼兰、车师就是这种例子。而这样的用兵，其目的就是与匈奴争夺西域，《汉书·西域传》说：
初，武帝感张骞之言，甘心欲通大宛诸国，使者相望于道，一岁中多至十余辈。楼兰、姑师当道，苦之，攻劫汉使王恢等，又数为匈奴耳目，令其兵遮汉使，汉使多言其国有城邑，兵弱易击。于是武帝遣从票侯赵破奴将属国骑及郡兵数万击姑师。王恢数为楼兰所苦，上令恢佐破奴将兵。破奴与轻骑七百人先至，虏楼兰王，遂破姑师，因暴兵威以动乌孙、大宛之属。还，封破奴为浞野侯，恢为浩侯。于是汉列亭障至玉门矣。楼兰既降服贡献，匈奴闻，发兵击之。于是楼兰遣一子质匈奴，一子质汉。后贰师军击大宛，匈奴欲遮之。贰师兵盛不敢当，即遣骑因楼兰候汉使后过者，欲绝勿通。时汉军正任文将兵屯玉门关，为贰师后距，捕得生口，知状以闻。上诏文便道引兵捕楼兰王，将诣阙，簿责王，对曰：“小国在大国间，不两属无以自安。愿徙国入居汉地。”上直其言，遣归国，亦因使候司匈奴。匈奴自是不甚亲信楼兰。
楼兰在武帝末年改称“鄯善”，是汉匈在西域争夺最激烈的一个国家。《汉书·西域传》接着说：
征和元年（公元前92年）楼兰王死。国人来请质子在汉者，欲立之。质子常坐汉法，下蚕室宫刑，故不遣……楼兰更立王……后王又死，匈奴先闻之，遣质子归，得立为王。汉遣使诏新王，令入朝，天子将加厚赏。楼兰王后妻，故继母也，谓王曰：“先王遣两子质汉皆不还，奈何欲往朝乎？”王用其计，谢使曰：“新立，国未定，愿待后年入见天子。”然楼兰国最在东垂，近汉……负水儋粮，送迎汉使，又数为吏卒所寇，惩艾不便与汉通。后复为匈奴反间，数遮杀汉使。其弟尉屠耆降汉，具言状。
元凤四年（公元前77年），大将军霍光白遣平乐监付介子往刺其王。介子轻将勇敢士，赍金印，扬言以赐外国为名。既至楼兰，诈其王欲赐之，王喜，与介子饮……壮士二人从后刺杀之，贵人左右皆散走……介子遂斩王尝归首……乃立尉屠耆为王，更名其国为鄯善……王自请天子曰：“身在汉久，今归，单弱，而前王有子在，恐为所杀。国中有伊循城，其地肥美，愿汉遣一将屯田积谷，令臣得依其威重。”于是汉遣司马一人，吏士四十人，田伊循以镇抚之。其后更置都尉。伊循官置始此矣。
汉王朝对西域的用兵，时间较长、规模较大的是征伐大宛。《史记·大宛列传》说：
汉使者往（大宛）既多，其少从率多进熟于天子，言曰：“宛有善马在贰师城，匿不肯与汉使。”天子既好宛马，闻之甘心，使壮士车令等持千金及金马以请宛王贰师城善马……遂不肯予汉使……遣汉使去，令其东边郁成遮攻杀汉使，取其财物。于是天子大怒……拜李广利为贰师将军，发属国六千骑，及郡国恶少年数万人，以往伐宛。期至贰师城取善马，故号“贰师将军”。赵始成为军正，故浩侯王恢使导军，而李哆为校尉，制军事，是岁太初元年也。
太初元年，即公元前104年，是匈奴乌维单于死，其子乌师庐继立为单于的第二年。西汉这次出征大宛，士卒在征途中死者十之八九。《汉书·张骞李广利传》说：
故浩侯王恢使道军。既西过盐水，当道小国各坚城守，不肯给食，攻之不能下。下者得食，不下者数日则去。比至郁成，士财有数千，皆饥罢。攻郁成城，郁成距之，所杀伤甚众。贰师将军与左右计：“至郁成尚不能举，况至其王都乎？”引而还。往来二岁，至敦煌，士不过什一二。
李广利回到敦煌，是在公元前102年。在这一年中，汉遣浞野侯赵破奴去迎接匈奴左大都尉降汉，事败而全军覆没。群臣劝武帝集中力量去征伐匈奴，不必远攻大宛，但武帝仍坚持对大宛用兵。同传又说：
天子业出兵诛宛，宛小国而不能下，则大夏之属渐轻汉，而宛善马绝不来，乌孙、轮台易苦汉使，为外国笑。乃案言伐宛尤不便者邓光等。赦囚徒捍寇盗，发恶少年及边骑，岁余而出敦煌六万人，负私从者不与，牛十万，马三万匹，驴、橐驼以万数赍粮，兵弩甚设。天下骚动，转相奉伐宛，五十余校尉……益发戍甲卒十八万酒泉、张掖北，置居延、休屠以卫酒泉。而发天下七科适，及载糒给贰师，转车人徒相连属至敦煌。而拜习马者二人为执驱马校尉，备破宛择取其善马云。
初，贰师起敦煌西，为人多，道上国不能食，分为数军，从南北道。校尉王申生、故鸿胪壶充国等千余人别至郁成，城守不肯给食。申生去大军二百里，负而轻之，攻郁成急。郁成窥知申生军少，晨用三千人攻杀申生等，数人脱亡，走贰师。贰师令搜粟都尉上官桀往攻破郁成，郁成降。其王亡走康居，桀追至康居。康居闻汉已破宛，出郁成王与桀。桀令四骑士缚守诣大将军。四人相谓：“郁成，汉所毒，今生将，卒失大事。”欲杀，莫适先击，上邽骑士赵弟拔剑击斩郁成王。桀等遂追及大将军。
此外，汉王朝又约乌孙去帮助攻伐大宛。《汉书·张骞李广利传》说：“初，贰师后行，天子使使告乌孙大发兵击宛。乌孙发二千骑往，持两端，不肯前。”而李广利所率的主力直会大宛都城。同传又说：
兵多，所至小国莫不迎，出食给军。至轮台，轮台不下，攻数日，屠之。自此而西。平行至宛城，兵到者三万。宛兵迎击汉兵，汉兵射败之，宛兵走入保其城……决其水原，移之，则宛固已忧困。围其城，攻之四十余日。其外城坏……宛贵人谋曰：“王毋寡匿善马，杀汉使。今杀王而出善马，汉兵宜解；即不，乃力战而死，未晚也。”宛贵人皆以为然，共杀王。持其头，遣人使贰师，约曰：“汉无攻我，我尽出善马，恣所取，而给汉军食。即不听我，我尽杀善马。康居之救又且至。至，我居内，康居居外，与汉军战。孰计之，何从？”是时，康居候视汉兵尚盛，不敢进。贰师闻宛城中新得汉人知穿井，而其内食尚多。计以为来诛首恶者毋寡，毋寡头已至，如此不许，则坚守，而康居候汉兵罢来救宛，破汉军必矣。军吏皆以为然，许宛之约。宛乃出其马，令汉自择之，而多食食汉军。汉军取其善马数十匹，中马以下牝牡三千余匹，而立宛贵人之故时遇汉善者名昧蔡为宛王，与盟而罢兵。终不得入中城，罢而引归。
这次出征损失很大，《汉书·张骞李广利传》说：“军还，入玉门者万余人，马千余匹。后行，非乏食，战死不甚多，而将吏贪，不爱卒，侵牟之，以此物故者众。”六万人征伐大宛，而回者不过万余，三万匹马随军，而入玉门关只千余匹，其损失之大，可以概见。而且损失并非由于战死，而是因为“将吏贪，不爱卒”而饿死。可是就是这样，武帝以为得了大宛王头和善马，对将吏不知爱惜士卒，使不少士卒饿死不加追究，还大加封赏。武帝在诏中说：
匈奴为害久矣，今虽徙幕北，与旁国谋共要绝大月氏使，遮杀中郎将江、故雁门守攘。危须以西及大宛皆合约杀期门车令、中郎将朝及身毒国使，隔东西道。贰师将军广利征讨厥罪，伐胜大宛。赖天之灵，从溯河山，涉流沙，通西海，山雪不积，士大夫径度，获王首虏，珍怪之物毕陈于阙。其封广利为海西侯，食邑八千户。又封斩郁成王者赵弟为新畴侯；军正赵始成功最多，为光禄大夫；上官桀敢深入，为少府；李哆有计谋，为上党太守。军官吏为九卿者三人，诸侯相、郡守、二千石百余人，千石以下千余人。10
武帝在诏书中一开始便说“匈奴为害久矣”，现在虽迁到漠北，但是仍与西域诸国相谋，阻止汉与西域的交通，所以汉征大宛与其他诸国和匈奴有密切的关系。《史记·匈奴列传》说：“汉既诛大宛，威震外国。天子意欲遂困胡，乃下诏曰：‘高皇帝遗朕平城之忧，高后时单于书绝悖逆。昔齐襄公复九世之仇，春秋大之。’”
总之，征伐大宛、楼兰、姑师都是为了削弱匈奴的势力。《史记·匈奴列传》说：“贰师将军破大宛，斩其王而还，匈奴欲遮之，不能至。”《史记》用“不能至”，而《汉书·匈奴传上》用“不敢”二字，《汉书·西域传》用“贰师兵盛不敢当”，我们认为班固所说较为恰当。匈奴是当时所谓的“百蛮大国”，对于汉在西域的兵威尚不敢当，西域诸国自然为之惧服，所以西域许多国家在李广利回汉时，都遣使跟他到长安贡献或遣子为质。西域诸国亲汉的结果，是使匈奴更加孤立，力量日益削弱。武帝交通西域和征伐大宛等国，则是其决心击败匈奴的战略的组成部分。
1 一作“詹师庐”。
2 《史记·匈奴列传》作“呴黎湖”，《汉书·匈奴传》作“句黎湖”。
3 《汉书·武帝纪》。
4 《汉书·武帝纪》。
5 《汉书·匈奴传》。
6 《汉书·匈奴传上》。
7 《汉书·匈奴传》服虔注云：“眩雷，地在乌孙北也。”王先谦《汉书补注》述齐召南以为，按《地理志》西河郡增山县有道西出眩雷，眩雷应在西河郡之西北边，不应该远在乌孙之北。
8 《汉书·匈奴传上》。
9 《史记·大宛列传》。
10 《汉书·张骞李广利传》。
