军事征服
汉朝在西域的争霸中，真正决定性的胜利是在战场上取得的。公元前108年，汉帝国以袭击楼兰（车尔成）和车师（吐鲁番），开始了它的军事远征。楼兰是一个小国，据后来的记载，有人口14100人，位于汉代中国的西境入口处。在离开敦煌以后，楼兰是丝绸之路的第一个大站口，也是中国向中亚扩展的关口。另一方面，控制着吐鲁番洼地的吐鲁番，好比是匈奴进入西域的南门。它还阻挡着汉朝渗入在伊犁河谷的乌孙及其以西位于锡尔河和阿姆河上游之间的大宛（费尔干纳）。为了取得这两个战略地点，汉朝派遣赵破奴将军去攻打车尔成和吐鲁番。在成功地迫使车尔成降附和给予吐鲁番一次重大的打击以后，汉朝首次使西域感受到它的军事力量。因此，三年以后，即公元前105年，乌孙王要求与汉朝公主结婚，绝不是偶然的。[88]
有助于汉朝建立对西域统治的第二个重大军事胜利是公元前101年汉朝大将李广利征服费尔干纳。[89]费尔干纳离汉帝国很远，[90]对于汉朝军队来说，这一战役涉及大量后勤方面的困难。汉朝决定冒险，为的是获得该地区的神话般的马匹和显示军事力量。如果汉朝能够征服远在费尔干纳的一个国家。那么西域的所有国家都将在中国支配之下。在得知汉朝的行动之后，匈奴试图拦截李广利，但由于李的军队在数量上占优势因而未能阻止他的前进。这场持续四年之久的战役在王朝的全部历史上是花钱最多的，包括两支远征军：李广利直到他回到敦煌要求援军才达到了目的。正如《汉书》所说：“自贰师将军伐大宛之后，西域震惧。”[91]大多数国家遣使向汉朝贡献方物。
在整个汉代，事实证明，吐鲁番由于邻近匈奴而成为西方诸国中最难对付的一个。尽管汉与匈奴就吐鲁番进行了拉锯式的斗争，然而公元前90年该国正式归附于汉，标志着中国对这个关键地区控制的开始。在那一年汉朝和匈奴进行了一场大战。为了阻止吐鲁番与匈奴结盟，大将开陵侯成娩和一名归附汉朝的原匈奴王率领包括车尔成、尉犁（哈勒噶阿璊）和危须（哈刺沙尔之东）在内的六个西方国家的军队攻打吐鲁番，迫使它投降。[92]后来匈奴能够短暂地收复它在吐鲁番的失地，但他们统治西域的时代已接近尾声。公元前72—前71年，汉朝、乌孙、丁零和乌桓的联军连续大败匈奴。从这时起，匈奴的控制迅速瓦解了。当汉朝在公元前67年重新征服吐鲁番时，便开始在那个国家的肥沃土地上设置屯田的驻防军队。
