武帝再次派李广利率领六万多名士兵攻打大宛，并把18万名守边士兵派驻到甘肃酒泉，以作后援之用；李广利率领的军队击败大宛的抵抗，围攻贰师城，当地贵族杀死大宛皇帝，献出马匹投降。此外，《史记·大宛列传》记载，张骞在出使西域时看到大宛出产葡萄酒，于是把种植葡萄和酿酒的技术引进中原地区。现乌兹别克的大部分领土都曾被唐朝统治，只有西北部的一小片土地没有被唐朝控制。在隋唐时期，中亚有一些国家被合称为「昭武九姓」，它们包括康国（位于今撒马尔罕）、安国（位于今布哈拉）、曹国（位于今撒马尔罕以北）、石国（位于今塔什干一带）