据《汉书》记载：“如武帝之雄才大略，不改文景之恭俭以济斯民，虽诗书所称，何有加焉。”在张骞两次出使西域后，汉朝初步与西域建立联系。而去到的国家之中有一个名为大宛。大宛国位于今天的费尔干纳盆地，实际上已不在狭义西域的范围之内。在张骞带回的报告中，大宛国军队非常重视战马的培养，而在得知大宛国的汗血宝马能日行千里之后，汉武帝便对其相当的感兴趣，因此便派人前去寻马。据《大宛列传》中记载，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。
汉武帝的使节很快就赶到了大宛国的都城贵山城。当时汉朝自认为是天下中心，觉得外族能得到天子的赐礼是莫大的荣耀，但西域人却并不买账。随着汉史来的越来越多，礼物在西域也算不上稀奇。据《大宛列传》中记载，大宛人讨论之后表示，汉使数百人为辈来，而常乏食，死者过半，是安能致大军乎？无柰我何。于是便拒绝了汉使的要求。而在寻求汗血宝马的请求被拒后，汉使当场砸毁国礼离去。受到侮辱的大宛人杀死汉使之后，双方的战争就不可避免了，此战，汉武帝派出了李广利。
公元前104年，李广利率兵数万攻贰师城取汗血宝马。但路途遥远又多高山大漠，所过诸城皆不给食物，攻之不下，最后被迫撤兵回到敦煌。公元前102年，武帝再次下令攻大宛，派精兵6万，在经过了激烈的战争之后，处于劣势的大宛同意了汉朝的议和，并且听从李广利的要求，立了个亲汉的大宛王，之后从大宛国内挑选了3000匹汗血宝马班师回营。这场战争，汉军的损失也很大，等广利回到长安后，人仅万余，马剩千匹。在汉军击败大宛后，威震西域，西域诸国纷纷遣子弟入汉朝贡，并作为人质。
西汉自敦煌以西至盐泽，沿途修筑烽燧亭障并置使者校尉管理，为去西域的汉使提供住处及食粮、饮水。在西域都护正式设立之前，使者校尉成了代表西汉领护西域各国的官员。更重要的一点，在汉宣帝年间，汉朝在西域建立了西域都护，此后，新疆便正式纳入了中国版图。公元前278年，楚将庄硚率军到达滇池地区，原本的目的是要征服当地滇人归附楚国，后因归路被秦国所断，于是就留了下来，并遵从当地习俗建立了滇国。在汉武帝攻下了夜郎国之后，“西南夷”的一大半土地便从此归汉。但滇王依仗手里的数万兵马，拒绝朝汉。
公元前109年，汉武帝徵调巴蜀军队讨伐滇国，滇王尝羌举国降汉，汉廷在当地设置益州郡管辖，将滇国纳入大汉王朝的疆域。汉武帝在西南夷地区的经营，使得云南历史上第一次纳入了中国的版图。由此可见，汉武帝西进南下的政策是高瞻远瞩的、是高明的，即使2000多年后，我们仍因他当初的决策而受益。而武帝却因人员伤亡背上了穷兵黩武的骂名，但是，一个国家想要有长远的发展，又如何能不牺牲。汉武帝是“功在当代，利在千秋”，随着时间的推移，武帝的地位还将进一步提高。