西域
一方で、武帝はフェルガナの大宛とも交易を始めており、大宛の汗血馬を愛好していた。あるとき大量の汗血馬が大宛の弐師城におかれていることを知ると、武帝はほしくなったので、使者を大宛に送った。しかし、大宛が漢の足元を見て断ったため、武帝は怒り、李広利を弐師将軍に任命して太初元年(前104年)に大宛討伐を行った。しかし、蝗害と飢餓で一つの城も落とすことができず、敦煌まで撤退した。これについて李広利は兵力が不十分だったので、もう一度遠征軍を出してほしいことを請うたが、武帝は激怒し、李広利らを入国させなかった。
しかし、武帝は大宛討伐を諦めることができなかったので、太初3年(前102年)に一度目の遠征軍以上の軍備を整え、これ以上ないほどの大軍で再び大宛討伐の遠征軍を編成し、李広利に託した。大宛の軍は漢軍を迎え撃ったが、漢軍の方が優勢だったので、籠城することにした。李広利は城の水源を絶ち、40日余りも包囲した末、外城を破壊し、大宛勇将の煎靡を捕虜とした。汗血馬を差し出すのを拒んだためにこのような事態になったので、大宛貴族たちは相談して大宛王の毋寡を殺し、漢軍にその首と汗血馬を差し出し、停戦を申し込むことにした。李広利らはこれを承諾し、軍を引いた。大宛王が殺されたので、漢は大宛貴族であった昧蔡という者を新たな大宛王とした。しかしその後、大宛貴族たちは無能な昧蔡を殺害し、毋寡の弟の蝉封を大宛王に即位させ、その子を人質として漢に送った。
匈奴は広徳が莎車を滅ぼしたと聞き、五将を遣わし焉耆・尉犁・亀茲15国の兵3万で于窴を包囲した。広徳は降伏し、その太子を人質として匈奴に服属した。冬、匈奴はふたたび派兵して賢の質子である不居徴(ふいちょう)を莎車王としたが、広徳がまたこれを攻め殺したので、その弟の斉黎(せいれい)を立てて莎車王とした。一方、後漢が本格的に西域経営を始めるのが、明帝の永平16年(73年)のことであり、明帝(在位:57年 - 75年)は北伐を行って太僕の祭肜・奉車都尉の竇固・駙馬都尉の耿秉・騎都尉の来苗に北匈奴を討たせ、仮司馬の班超を西域諸国に派遣し、ふたたび西域経営を始めることに成功した。
蕭嗣業は千泉に至り、阿史那賀魯の本営を突き、阿史那弥射は進軍し、伊麗河(イリ川)に至り、処月・処密などの部落は各々衆を率いて来降した。阿史那弥射はさらに雙河(ボロ川)へ進んだ。阿史那賀魯は先に歩失達干に散り散りになった兵士を集めさせて、柵によって防ぎ戦った。阿史那弥射・阿史那歩真はこれを攻め、大破した。また蘇定方は阿史那賀魯を碎葉水(スイアブ川)で攻め、これも大破した。
阿史那賀魯は阿史那咥運と鼠耨設のもとに身を寄せようと思い、石国の蘇咄城近辺まで来たが、人馬ともに飢えていた。城主の伊涅達干(イネル・タルカン:官名)は酒・食料を持って偽って出迎えた。阿史那賀魯らはその詐術にはまり、城内に入ったところを捕らえられた。蕭嗣業が石国に到着すると鼠耨設は阿史那賀魯の身柄を引き渡した。阿史那賀魯は京師に連行された。唐はその種落を分けて崑陵・濛池の2都護府を置き、諸国を役属することとなり、州府を分けて置き、西は波斯(サーサーン朝)、安西都護府に隷属した。これにより西突厥は唐の羈縻政策下に入る。
5世紀から6世紀にかけてモンゴル高原から東トルキスタンまでを支配した柔然可汗国であったが、内部紛争が相次いだために構成諸族の叛乱を招いた。なかでも鍛鉄奴隷部族であった突厥は552年に自らの可汗を推戴して独立、555年には西魏と組んで柔然を滅亡させてしまう。一方、同じく5世紀から6世紀の間に西トルキスタンを支配していたのは遊牧国家のエフタルであったが、そのエフタルも558年に突厥とサーサーン朝の挟撃に遭って滅亡に追いやられてしまった。こうして突厥可汗国によって中央ユーラシアはほぼ統一されることとなり、シルクロードと西域の国々はその支配下に置かれた。突厥可汗国の統制下において各国の王もしくは部族長たちは、イルテベル(頡利発、俟利発、Iltäbär)やイルキン(俟斤、Irkin)といった称号を帯び、トゥドゥン(吐屯、Tudun)と呼ばれる派遣された監察官の監視下で貢納をおこなったが、一方で中国王朝(北朝)にも遣使朝貢をしていた。
582年、突厥可汗国が内部紛争によってアルタイ山脈を境に東西に分裂すると、西域諸国は西突厥に属すこととなる。しかし、東西突厥の争いや可汗の失政などで西突厥の支配力が弱まると、伊吾・高昌・焉耆といった国々は鉄勒に附いてしまう。隋で煬帝(在位:604年 - 618年)が即位すると、高昌国・亀茲国・于闐国・疏勒国・鏺汗国・康国・石国・安国・米国・史国・曹国・何国・挹怛国・吐火羅国・烏那曷国・穆国・漕国・附国などの国々が中国に遣使を送って朝貢を始めた。しかし、隋末の動乱期に入ると、鉄勒と高昌が中国への通商路を遮断し、貢物や交易品をすべて自分の所へ来るようにしたため、中国への朝貢が停止した。
車師後部王(構成国:東且弥国、西且弥国、単桓国、畢陸国、蒲陸国、烏貪訾離国)
烏孫国
康居国
大宛国
大月氏国(構成国:罽賓国、大夏国、高附国、天竺国)
臨児国
車離国(礼惟特、沛隷王)
盤越国(漢越王)