這些國家以天山為界，分為南北兩部。天山以南有且末、小宛、精絕、扞彌、於闐、皮山、莎車等國，被稱為“南道諸國”；在北緣有危須、焉耆、尉犁、烏壘、 龜茲、姑墨、溫宿、尉頭、疏勒等國，被稱為“北道諸國”；在蔥嶺一帶還有蒲犁、無雷等國；在東端有樓蘭國。
從玉門關到西域，有兩條主要通道：一條經樓蘭折向西南，沿昆侖山北麓西行至莎車，為南道，南道西逾蔥嶺，可至中亞的大月氏、大夏、安息等國；另一條經車師前國，沿天山南麓西行至疏勒，為北道。北道西逾蔥嶺，可至大宛、康居、奄焉等國。
在西域的眾多國家中，以大宛最為漢人所熟知。
武帝時，聞遙遠的西方大宛國有汗血寶馬，能日行千裏，遂令韓不害率使團出使大宛，欲以重金換取天馬。
韓不害出敦煌，經樓蘭，跋涉半年才抵達大宛。
大宛國王毋寡接見韓不害，韓不害以珠寶絲綢並一匹純金做成的金馬相求換取大宛天馬。毋寡與群臣商議，以為漢朝遙遠，即使得罪也無妨，於是拒絕了這一要求。
韓不害見半年艱難全無所獲，怒而擊碎金馬而走。大宛國王怒於漢使無禮，令下屬於半路截殺漢使，結果大宛的盟國鬱成將漢使盡數截殺。
消息傳回，漢武帝大怒，命李廣利為貳師將軍，領六千羽林軍，發各郡國囚徒惡少共二萬人遠征大宛。
然而，這一次出征卻是一次大失敗。
由於出發前正值秋收，關東發生罕見的大蝗災。集結到敦煌的大軍沒有充足的給養既倉促出發。至於軍糧，就沿途向西域各國籌集。有拒絕交糧的，一律視為大宛盟國，破其城，滅其族。如此一來，西域各國對漢軍惡感大起，紛紛對漢軍陽奉陰違，不願主動相助。
漢軍出征之所以如此倉促，其原因倒不是軍事的，而是源於漢武帝的私心。
李廣利是漢武帝寵姬李夫人的哥哥，漢武帝任命他為貳師將軍，其實是為了讓李廣利立功封侯。同時，漢武帝也對西征不大重視。他說過：“大宛兵力不強，若有不超過三千的精兵，加上強弓勁弩，就可將其一舉擊敗。”而前些時候，漢武帝派浞野侯趙破奴去攻打樓蘭，趙破奴隻率領七百騎兵，很快就俘虜了樓蘭王。所有這一切，都令漢武帝以為此次出征也同樣沒什麼問題。
事實證明，輕視對手，就是最大的問題。
李廣利一路耀武揚威，強要西域各國供應糧草。他們都各自堅守城堡，不肯供給漢軍飲食。李廣利沿途攻擊，攻下來的，能得些補給，攻不下來的，也不敢戀戰。至殺害使團的鬱成國，鬱成是大宛的盟邦，不放漢軍過去。這時，漢軍跟上來的士兵不過幾千人，且都人困馬乏。李廣利也不休整部隊，立即下令攻城，結果一敗塗地。李廣利見自己的力量居然連鬱成這樣的小國都攻不下來，對大宛自然無望，不得已，隻好帶領殘兵狼狽後退。