建元二年(公元前139年)，張騫率領渾甘符率領百余人從隴西(今甘肅)出發。他們留宿黃昏，露宿風中，嘗盡艱辛，不料半路被匈奴俘虜，押送到匈奴王庭。匈奴為了拉攏、軟化張騫，娶了他，生了壹個兒子，持續了十年。但這些並沒有動搖張騫完成與西域交流使命的決心，他帶來的連綿不斷的節日壹直伴隨著他。
壹個月的壹個漆黑的夜晚，張騫壹行趁匈奴不備，逃離了匈奴。他們經車什國(今新疆吐魯番盆地)進入焉耆(今新疆焉耆地區)，再從焉耆向西行至塔裏木河，經龜茲(今新疆庫車東)、疏勒(今新疆喀什)等地，越過青脊，到達大灣(今費幹那盆地)。在大宛向導的指引下，到達康居(今巴爾喀什湖和鹹海之間)，最後到達大嶽。
但大嶽的國情變化很大。他們遷到媯水谷後，征服了鄰國大夏(今阿富汗北部)，決定在此安居樂業，不想再打匈奴。同時，越人認為漢朝離他們太遠，無法聯合起來進攻匈奴，所以張騫“斷匈右臂”的目標沒有實現。張騫遊歷大夏等地壹年多，於元朔元年(128)啟程回國。在回家的路上，為了避開匈奴控制的地區，張騫改走南道。他們越過青脊，沿著昆侖山北麓，經過莎車(今新疆莎車)、於闐(今新疆和田)、鄯善(今新疆若羌)等地，進入羌人聚居區。但在途中被塔爾坎查獲，扣留了壹年多。元朔三年(公元前126年)，匈奴內亂，張騫帶著妻子和助手甘符逃回漢朝。漢武帝聽了他關於西域的詳細報告後，非常高興。被任命為太中大夫，其父被任命為王。張騫不請自來西域。十三年後，他走遍了天山、中亞、西亞。他是從中原到西域的第壹人。