一、匈奴的崛起与对西域的统治
战国时代，来自于草原的匈奴部落开始崛起，拥有了自己的国家政权，并在漠南草原上不断地发展壮大。在头曼单于统治时期，匈奴得到进一步扩张，基本上控制了大半草原以及河套地区，成为长城以北最强大的一支游牧势力。虽然在秦一代，匈奴并没有得到什么南下扩张的机会，甚至还被秦始皇所派遣的蒙恬部秦军击退到了河套以北，但自秦始皇驾崩以后，秦末农民爆发，秦王朝自顾不暇，制约匈奴扩张的最后一道枷锁就此卸下。与此同时，匈奴也迎来了一位雄主，秦二世元年，头曼单于之子冒顿弑父继位，此后匈奴在他的带领下四处扩张。“西击月氏，南并楼烦、白羊河南王。悉复收秦所使蒙恬所夺匈奴地者，与汉关故河南塞，至朝那、肤施，遂侵燕、代。”在草原上的其余势力，或远遁，或臣服，或灭亡。至此，匈奴一统了北方的草原，成为新生汉朝的心腹大患。
而在统一草原后，匈奴并未停下征战的脚步，在对西汉占据优势的情况下，匈奴毫无顾忌的向西攻掠，与位于河西之地的月氏人展开了旷日持久的战争。历经头曼、冒顿、老上、军臣四代单于，匈奴最终“杀月氏，以其头为饮器，月氏乃远去。”首领被杀后，群龙无首的月氏人不得不离开河西故地，举族向西迁徙。而匈奴在追击的过程中，大军翻越了阿尔泰山与大漠，其势力也深入西域地区。
西域位于匈奴以西，狭义上的“西域”是指东以玉门关、阳关为界与汉相邻，西至葱岭，主要以我国新疆为主体的地区。而广义上的“西域”指自玉门关以西的广大中亚，西亚地区。西域作为亚欧大陆的核心地区，是东西方文化的交汇之地。但自战国时期开始，汇集了大量民族的西域正处于一个混乱的时代。而且西域内部地形复杂，高山与盆地相间， 中央的塔克拉玛干沙漠浩瀚无边，高大宽厚的昆仑山及南部隆起的青藏高原阻隔了暖湿气流，使得盆地气候较为干旱。但周围高山上的冰雪融水，形成了诸多内流河，也孕育了片片绿洲。环绕在塔里木盆地周围的西域诸国，依绿洲而建，并以阳关、玉门关为起点分为南北两道。国家众多，民族混杂，各方势力在此驱驰角逐。但到了汉初，匈奴的大军紧随着月氏人进入了西域，并迅速展开了征服战争，因为西域这一地理模块尚未统一，因此无力抵御匈奴的进攻。
关于匈奴是如何征服西域各国的，由于缺乏相关的史料，我们往往只能通过只言片语来了解。汉文帝时，单于曾言：“定楼兰、乌孙、呼揭极其旁二十六国，皆以为匈奴，诸引弓之民，并为一家，北州已定”。当匈奴基本控制了西域地区后，随即将各国作为了帝国的“粮仓”。因为西域地区地形、气候多样，因此各国间的经济形式也各具特色，农业与畜牧业并行，这也使得西域成为匈奴人眼中的肥肉。
匈奴对西域的管理相当粗放，同时为了弥补本身的经济短板，匈奴也会时常掠夺各国的财富和人口。例如《后汉书》曾经记载过“蒲类，本大国也，前西域属匈奴，而其王得罪单于，单于怒，徒蒲类人六千余口，内之匈奴右部阿恶地，因号曰阿恶国。南去车师后部，马行九十余日，人口贫赢，逃亡山谷间，故留为国云。”由此可见匈奴对西域统治的严酷。为了确保对西域的控制，匈奴在各国设立“僮仆都尉”，率领数千巡骑常驻西域，直接以武力威慑各国。在匈奴的残暴统治和横征暴敛之下，西域各族人民与它离心离德，不断有小规模的反抗行动。《汉书·西域传》所记载 ：“西域诸国，各有君长，兵众分弱，无所统一，虽属匈奴，不相亲附，匈奴能得其马畜旃罽，而不能统率与之进退。”西域各族人民这种反抗匈奴统治的愿望和要求，便为后来汉朝联通西域以及其后在西域地区确立统治提供了极为重要的条件。
二、西汉对西域的探索
汉朝初期，匈奴频繁南下劫掠汉朝边境，而且还伙同西汉境内的诸侯王势力反对西汉中央政府的统治。汉高祖七年（即公元前200年），匈奴兴兵南下，围攻马邑，并且逼迫韩王信投降，随后又裹挟其一路南下攻打晋阳。汉高祖亲率大军还击，却在平城白登山周围陷入匈奴重围，无奈之下，刘邦前世以求和，汉军这才得以脱困。面对匈奴强大的军事实力，刚刚创立的西汉王朝还没有余力对抗。因此从白登之围开始，西汉对匈奴采取和亲政策，时常派遣宗室女或宫女充当公主出嫁匈奴，以换取一时的和平。
但西汉王朝的妥协让步并没有让边境获得真正的和平，虽然汉匈双方总体上保持了和平的局面，但匈奴的野心和欲望也在不断膨胀，其和亲索要的陪嫁也越来越多，而且依然会不时袭扰西汉边境。在文帝和景帝统治时期，匈奴南下侵略的频率有所减缓，但依然存在。因此，能够彻底解决匈奴外患，重新夺回中原王朝对草原政权的外交主动权，成为历任西汉皇帝最想完成的任务。为了改变西汉国贫民弱的现状，文景两代，西汉王朝采取恢复经济，促进发展的国策。利用轻徭薄赋的手段与民休息，促进生产力的恢复与发展。广大劳动人民得到了数十年休养生息的时间，通过两代帝王的治理，西汉社会逐渐繁荣富强，人民的生活水平得到了很大程度的提升，汉朝的综合国力亦大大增强。即“非遇水旱之灾，民则人给家足，都鄙廪庾皆满，而府库余货财。京师之钱累巨万，贯朽而不可校。太仓之粟陈陈相因，充溢露积于外，至腐败不可食。”同时，文景之治也为之后汉武帝穷兵黩武征伐匈奴奠定了坚实的物质基础。
而在汉武帝刘彻继位后，西汉的国力又得以进一步发展，《汉书》记载“天下殷富，财力有余，兵马强盛。”在巩固了统治之后，汉武帝认为，反击匈奴的条件已经成熟，在面对匈奴这种体量的强敌时，汉武帝并没有轻视对手，而是以极慎重的态度采取应对的方略。建元三年，汉武帝从内附投降的匈奴人口中得知了关于匈奴与月氏之间的往事与血海深仇，在了解到月氏人经过这次国难以后，被迫西迁，重新建立了国家，而且不忘故土，时刻准备对匈奴复仇之后，汉武帝迅速意识到大月氏的重要性和其背后巨大的战略意义。
武帝刘彻权衡利弊之后，决定派遣使者赶赴西域，同大月氏建立联合关系，而且又考虑西行存在极大风险，武帝于是公开征募能担当出使重任的人才。经过严格的审查和筛选，张骞最终成为此次的汉廷使者“以郎应募，使月氏”。
张骞第一次出使西域
汉武帝建元三年（公元前138年），张骞奉命率领一百多人组成的使团，第一次出使西域。使团出长安，一路向西，过陇西，渡黄河，进入河西走廊。但不幸的是，刚刚进入河西之地不久的汉朝时团就被匈奴的巡骑发现，一群人均被抓获。张骞本人还被押送至单于王庭，接受匈奴的审问。军臣单于得知张骞欲出使月氏后，对张骞说：“月氏在吾北，汉何以得往?使吾欲使越，汉肯听我乎？”就这样，张骞一行被扣留和软禁起来。匈奴人对张骞威逼利诱，试图逼迫他放弃使命，投降单于，从而用其来打击西汉王朝的威望。为此，军臣单于将张骞软禁与王庭，还强迫他娶胡女为妻。但张骞不忘汉节，一直默默等待机会，最后在西汉元光六年（即公元前129年），面对匈奴人日渐松弛的监视，张骞成功协同部下出逃。
张骞一行人从漠南草原一路向西。行进在崎岖难行的地区，试图绕开匈奴在河西的巡逻队。大致在公元前128年左右，张骞的汉朝使团成功翻越戈壁滩，进入西域。其后，张骞通过天山南北的孔道姑师，并沿着天山南麓继去向西奔走，一路上遇到的一系列国家，张骞都对其进行详细的考察了。几个月后，张骞一行人已经翻越葱岭，抵达大宛，在大宛国期间，张骞等人与大宛王取得联系，大宛王对汉朝的强大有所耳闻，想与汉朝建立使节联系，一方面可以打击匈奴的势力，一方面也可以进行通商。而张骞也向大宛王表示来意，大宛于是派出军队护送张健到康居，再到大月氏。终于，在从长安出发11年后，张骞到达了出使西域的最终目的地，大月氏。
不过，在张骞出使的十多年来，大月氏国内形式已发生巨变：大月氏举族刚刚自河西走廊西迁，就在伊犁河畔受到乌孙的攻击，被迫再次向西远徙。匈奴统治西域时期，其多次支持乌孙远袭大月氏，大月氏又被迫迁到阿姆河畔。自从大月氏到了阿姆河，以武力征服了原先在此地的大夏，由于新的国土十分肥沃，物产丰富，并且距匈奴和乌孙很远，外敌寇扰的危险已大大减少。因此，大月氏改变了态度，逐渐由原来游牧生产、逐水草而迁徙改向农耕定居生活，无意东返与匈奴为敌。当张骞向他们提出建议时，大月氏王以汉朝离月氏太远，如果联合攻击匈奴，遇到危险恐难以相助为理由而拒绝了张骞的提议。张骞等人在月氏逗留了一年多，但始终未能说服月氏人与汉朝联盟夹击匈奴。在此期间，张骞曾在各国间考察人文，地理，并对西域的情况有了系统性的了解。
但张骞在西域逗留了一年多，却迟迟不能同月氏达成共识，不得已张骞只好在元朔元年（前128年），动身返国。归国途中，张骞一行人为避开匈奴控制区，改变了行军路线。计划从羌人地区通过。于是在重新翻越葱岭后，他们改行塔里木盆地南部，即昆仑山北麓的西域“南道”。从莎车，经于阗（今和田）、鄯善（今若羌），进入青海的羌人聚居区。但出乎意料，匈奴势力也已经深入此地，羌人也已沦为匈奴的附庸，张骞等人则不幸再次被匈奴的巡逻骑兵所俘虏，张骞又被押送回王庭，再次扣留了一年多。直到元朔三年初（前126年），匈奴军臣单于去世，引发匈奴内乱，张骞趁此之机，带着自己的匈奴妻子和堂邑父，一同逃回长安。这便是张骞第一次出使西域的历程。从武帝建元三年（前138年）出发，至元朔三年（前126年）归汉，共历十二年。这次出使西域，虽然没有达到最初连通月氏、夹击匈奴的目的，但使得西汉王朝对于西域各处的地理、物产、风俗习惯有了较为详细的了解，这也令汉朝打下连通西域，深入中亚的基础条件。
河西之战
在获悉了西域的基本情况后，汉武帝决定对河西地区用兵，打算陆上连接西域诸国，从而完成对匈奴对抗的战略布局。因此，元狩二年（公元前121年），汉武帝刘彻派霍去病领军万起，由陇西出塞。冠军侯霍去病率军从陇西郡出发后，迅速翻越乌戾山，于今兰州西南渡过黄河，汉军向西奔袭，击溃遫濮部，阵斩遫濮王，战后又渡过狐奴水，在六天内转战河西走廊千余里，连续扫清在匈奴控制下的五个小王国。冠军侯的精骑如摧枯拉朽般将河西诸小王纷纷击溃。霍去病并未与匈奴人的部落死磕到底，为了出其不意，霍去病轻易携战胜之威就使河西的大部分匈奴部落投降，还通过这些部众获取汉军的补给。紧接着，汉军长途奔袭越过焉支山，在皋兰山与匈奴在河西的主力展开决战。彪悍的汉军骑兵在深入敌境孤立无援的情况下与匈奴短兵相接，斩杀匈奴折兰王、卢侯王，浑邪王则率领部众败走，但浑邪王之子及其相国、都尉被汉军俘虏，连休屠部祭天的金人都被汉军缴获。第一次河西之战落幕，汉军取得了难以想象的战绩。
汉军班师后，武帝刘彻敏锐察觉到河西的战机。同年夏季，汉武帝复令霍去病再次率军出击河西地区，并派合骑侯公孙敖随同出征，发起第二次河西之战。与此同时，汉武帝又派出博望侯张骞、郎中令李广率万余骑兵出右北平，进击左贤王部，吸引匈奴注意力，为西路军赢得时机。霍去病与公孙敖各自率领骑兵数万，自北地与陇西出兵，分道进军向西进击。霍去病出北地后，率军从灵武一带渡河,翻越贺兰山后又穿过浚稽山。但因合骑侯公孙敖走错了路，未能与霍去病军会合。霍去病便独自率领所部骑兵继续依原定作战计划，急速前进。采用大纵深外线迂回作战，向北直接穿过浩瀚的腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠，绕道居延海（今内蒙古西北），转而由北向南。汉军沿弱水前进，途经小月氏，再由西北转向东南，深入匈奴境内2000余里，抵达祁连山与合黎山之间的弱水上游地区。霍去病令司马赵破奴、校尉高不识和仆多等众将率所部士卒，以迅雷不及掩耳之势，从浑邪王、休屠王军侧背发起猛攻。匈奴军始料未及，仓促应战。经过激烈的战斗，汉军取得了决定性的胜利，歼斩首3万余人。取得了“得酋涂王，以众降者二千五百人，斩首虏三万二百级，获五王，五王母，单于阙氏、王子五十九人，相国、将军、当户、都尉六十三人”的决定性胜利。浑邪王、休屠王见大势已去，只得率残军逃走。
张骞第二次出使西域
两次河西之战后，汉朝业已控制了河西走廊。为实现“断匈奴右臂”的战略部署，自张骞返回长安后，汉武帝就多次同他了解西域情况，张骞着重介绍了乌孙到伊犁河畔后已经与匈奴发生矛盾的具体情况，建议招乌孙东返敦煌一带，跟汉共同抵抗匈奴。另外，张骞也着重提出应该与西域各族加强友好往来。这些意见均被汉武帝所采纳“天子以为然，拜骞为中郎将，将三百人，马各二匹，牛羊以万数，资金币帛直数千巨万，多持节副使，道可使，使遗之他旁国”。元狩四年（公元前119年），张骞第二次奉诏命出使西域。张骞率领300人组成的使团，顺利地到达了乌孙。并派副使访问考察了西域的大宛、康居、大月氏、大夏、安息、身毒等国 。尽管由于乌孙内乱，张骞依然未能达成与乌孙结盟的目的。但双方在政治上和经济上的联系变得愈发紧密。乌孙回访使者一起到达长安，双方就商贸等交流达成共识。汉朝与西域诸国之间的交流逐渐蓬勃开展起来。
三、西汉与匈奴在西域的斗争
自从张骞两次沟通西域，汉军夺得河西走廊之后，赶赴西域的汉廷使者不绝如缕“相望于道，一辈大者数百人，小者百余人”。面对与匈奴的战线进一步增加的现状，西域对于西汉王朝的重要性也愈发重要。因此，尽快驱逐匈奴在西域的势力成为这一时期西汉政府西域政策的重点。
楼兰之战
元鼎六年（公元前111年），汉武帝为巩固西汉在河西走廊的统治，在河西新设张掖、敦煌两郡。三年后，又令赵破奴率属国骑和郡兵数万人进攻姑师（即车师），以打通河西与西域的陆上节点，使西汉的势力进入西域。此战，汉将王恢领七百余汉轻骑奔袭楼兰，闪电擒获楼兰王。主将赵破奴迅速跟进，挥师攻克姑师，为后续汉军夺得在西域的立足点。汉军此战所表现出的强大战力和后勤能力，让西域各国直观感受到汉王朝的强大。很快，以乌孙为首的不少国家主动派遣使者出使西汉，同汉王朝互通商贸。乌孙国更是时常向汉朝进献奇珍，对西汉示好。而汉朝也多次与乌孙进行和亲，将其彻底绑在西汉的战车上。也正是通过这一系列友好合作，让汉朝在西域的影响力进一步加深。
随着西汉在西域的逐渐深入，匈奴的统治也开始力不从心。因此匈奴开始频频插手西域各国内政，威逼利诱各国君主，扣留、截杀、谋害西域各国和汉朝的使者，给诸国带来极大麻烦。原本西汉并无统治西域的打算，即“以分匈奴西方之援国”，但匈奴多次插手西域之事，处处设计同汉朝争夺西域。因此西汉决定将西域纳入汉朝版图。太初二年（公元前104年）汉军远征大宛，以除匈奴臂膀。
大宛之战
首战大宛，汉军遭遇了从未遇到过的局面，面对一望无际的戈壁滩和盐泽，准备并不充分的李广利大军早早就陷入了疲惫不堪的状况之中，军中因缺少补给而造成的非战斗减员数量巨大，结果在次年，汉军刚刚抵达玉城国后，便被当地的军队重创，伤亡惨重，士卒十不存一。主将李广利只得引兵退回到敦煌郡内。首战无功而返，李广利无奈遣使上书请求罢兵，待征发主力大军，然后出征。武帝闻讯大怒。一方面严令李广利不得退回玉门关。另一方面又积极备战，针对当时“公卿议者皆愿罢宛军，专力致胡”的现状，武帝将其通通治罪，全力支持李广利再次西征。
太初四年（公元前101年）李广利二次西征，武帝此次又征发了西汉境内郡国青壮兵丁及边骑六万余人，牛十万头，马三万匹，驴、囊驼以万数；另外还有大批的粮食和武器，以致“天下骚动，转相奉伐宛。”在源源不断的后勤补给面前，汉军成功翻越戈壁滩，全力围攻大宛。最终在太初五年，汉军迫使大宛求和。大宛国与西汉结为攻守同盟，汉军“取其良马数十匹，中马以下牝牡三千余匹”而还。汉武帝不惜倾全国之力，耗费钱粮，数以亿计，让汉军的雄伟形象深入西域各国，进而又再次增强其在西域的威望和影响力。
五征车师
汉朝征服大宛以后，为了确保通西域的商路，汉政府又把长城的西端再一次延长，“自敦煌西至盐泽，往往起亭，而轮台、渠犁，皆有田卒数百人，置使者校尉领护，以给便外国者。”西汉在西域已获得一个较稳固的立足之地，并且由此不断扩大其在西域的影响。而匈奴不甘心就此被逐出西域，因此便把争夺的重点转到车师，还在此地驻扎重兵，试图切断西汉王朝与西域的联系。为了彻底消灭匈奴在西域的势力，汉武帝决心倾全国之力，与匈奴在各条战线上全面开战。
武帝天汉二年（公元前99年）武帝刘彻遣李广利、李陵等由酒泉、居延等路北击匈奴，又令开陵侯率楼兰军队攻击车师。结果汉军在各条战线上均进展不利，北线李广利被围，士卒死伤十之六七。而李陵路汉军食尽援绝，被迫投降匈奴。而西路军开陵侯也因匈奴数万援兵南下而不利引还。
征和四年前（公元前89年）武帝再次派遣李广利率汉军主力7万人出五原，商丘成率3万人出西河，荞通率4万骑出酒泉，北击匈奴。在西路，汉军吸取第一次征车师的教训，由开陵候带领楼兰、尉犁、危须等六地军队围攻车师，凭借西域本地的军队带领，汉军成功于当地获取补给。在联军的猛攻之下，车师王降服，汉军尽得其民众而还。
宣帝本始二年（公元前72年）时乌孙连年被匈奴所侵略，汉宣帝令田广明将4万余骑出西河，范明友3万余骑出张掖，韩增3万余骑出云中，赵充国3万余骑出酒泉，田顺3万余骑出五原，以五将共攻车师，汉兵10余万，出塞迎击匈奴。此外汉宣帝又任命常惠为校尉，持汉节调发乌孙骑兵。汉乌联军东西并进，声势浩大。驻扎车师的匈奴士卒不敢对抗，连忙向北逃去，车师又重新纳入西汉统治。
在三夺车师之后不久，匈奴再次南下与车师勾结，阻断汉使联通乌孙国的通道。
为了能避免后勤补给问题，汉宣帝一改过去的做法，地节二年（公元前68年）宣帝遣侍郎郑吉等率领免刑罪人出屯渠犁，垦田积谷，准备向车师进攻。当年秋收以后，郑吉遂以汉廷名义征发西域各国联军3万余人与自己的合田卒1500人共击车师，连战连捷，车师王再次降汉。匈奴不甘心丢失车师，复发兵来攻，却被郑吉等人击退。郑吉利用渠犁屯田，解决了困扰汉军许久的军粮问题，又凭借着西域地区的人力和物力，一举而下车师。成为汉朝在西域的全权代表。
从这时起，一直到元康四年（公元前62年），共7年之间是汉与匈奴争夺车师最激烈的时期。匈奴屡次发兵进攻车师，郑吉乃率领屯田士卒迎战，但匈奴尽起西域之兵来攻，一时汉军失利。郑吉上书求救，请增派屯田士卒，固守车师。汉政府认为五次用兵却未见其效，况且车师道路遥远，耗损太大，可暂时放弃车师屯田。宣帝于是下诏遣常惠领兵救援车师，迎郑吉田卒返回关内，并尽徙车师当地人民，只空留其地给与匈奴。第五次争夺车师的结果，汉因兵力太少，不得已又放弃了车师。
但让人意想不到的是，汉朝想放弃西域时，西域局势却再次突生变故。以汉帝国的体量尚难以支撑长期的用兵，更不要说以畜牧业为主的匈奴经济了。长年累月地与西汉作战，使得匈奴的经济濒临崩溃，五争车师之后，匈奴在西域的势力已经大不如前。同时，匈奴所役属的西域各族也纷纷脱离匈奴的统治，起来反抗匈奴。在西域各族人民联合打击之下，匈奴部落国家内部爆发了严重的分歧。匈奴日逐王先贤掸和新立的单于因争夺权位，反目成仇。并最终于神爵二年（前60年）日逐王背叛单于，投降汉朝。日逐王降汉，匈奴失去右臂，汉即垂手而得车师。自此匈奴势力被逐出西域。《汉书·西域传》记载：“其后日逐王叛单于，将众来降，...．懂仆都尉由此罢，匈奴益弱，不得近西域。”从此，西汉在西域的统治始完全确立，
四、西汉对西域的统治和开发
自匈奴势力被迫退出西域后，西汉成功建立了对当地诸国的控制，公元前60年，汉庭任命郑吉为“西域都护”“护”即带兵监护之意。汉宣帝时期，都护被正式确立为西汉王朝在西域的最高地方长官。至此，西汉确立了对广大西域地区的直接统治。
据《汉书·西域传》载，西域都护统辖西域诸国有48国，“自译长、城长、君、监、吏、大禄、百工、千长、都尉、且渠、当户、将、相至侯、王，皆佩汉印绶”共376人。“西域都护”的建立，使“汉之号令班西域矣”，这标志着天山南北的新疆地区自此成为多民族大一统国家的领土。自此，西域各地被纳入西汉中央政府有序的管理之下。汉朝政府直接任免西域都护，以及专理屯田事务的“戊己校尉”等统领西域各地军政事务的高级官吏，又委任册封当地各族首领，颁发汉朝印绶，允准其按照本地习俗管理地方行政事务。在西汉治下，西域迎来了久违的和平与稳定时期。
为了巩固西汉在西域地区的统治，自西汉宣帝时期，汉军就在西域实行屯田制。以解决军事粮草补给困难的问题。同时，西汉实行的屯田也是巩固新拓疆土的重要措施之一。屯田卒本身就是边塞防御的重要组成部分。另外，屯田区又为西汉徙民、设县等工作做好了基础准备。 屯田一般设在边塞的宜于农耕之处，士卒在当地修筑房屋、道路，开垦土地，修建灌溉沟渠，然后田作、收获。
由于汉朝农业、手工业和商业较为发达，因而在统一西域后，对西域各国经济与社会的发展产生了重要影响。汉朝多利用屯田手段来促进当地农牧业的发展，又利用经济因素而加强当地与长安朝廷的联系。中原地区先进的生产技术、生产经验及熟练的劳动人手，都给西域地区带来了经济上的交流，从而促进了西域本地经济的发展。
西域与中原地区的经济也有着很强的互补性，西域都护府的设立，更是保证了丝绸之路的畅通无阻，它使西域与中原的经济之间产生了持久而良性的互动，从而使西域地区的区域经济纳入到整个汉朝的经济体系之中，最终导致西域的经济与内陆的经济形成了密不可分的有机整体
五、新莽时期的西域
自汉宣帝设立西域都护以来，其余地区在都护的治理下，生产力各方面都得到了充分的发展，西域度过了半个多世纪以来的黄金岁月，但与此同时，西汉王朝内部的社会矛盾日益激化，使得西汉的国力日减，对西域的统治也岌岌可危。而西汉后期，西汉政府也在管理西域上存在着严重失策。从汉宣帝末年到汉元帝初期，匈奴连续两任单于（呼韩邪单于和郅支单于）都争相向汉朝进献奇珍，遣使进贡，以子为质。从而让汉朝放松了对匈奴的警觉，以为大局已定，天下太平。在这一时期，汉朝错误的将屯兵于乌孙驻军撤回玉门关，让自身在西域的势力大为削减。匈奴在郅支单于带领下乘势再次挺进西域，直接进攻乌孙等与西汉交好的国家，使得西汉在西域的势力再次被冲击。
自从汉武帝晚年以来，汉朝同匈奴连年的战事造成了严重的财政危机，而与此同时，一直存在的土地兼并问题也引发了社会原有的矛盾。虽然历尽昭、宣两代休养生息，使得汉帝国的财政得以有所恢复，但是土地兼并之风不可避免的盛行起来，西汉的社会矛盾又被重新激化，大量的土地流入官僚和地方豪强的手中，而大量的自耕农因无地而破产，农民起义的烈火愈演愈烈。而在汉元帝之后，西汉政权落入外戚王氏家族之手，有皇族刘氏大权旁落。汉平帝元始五年，王氏一族的王莽弑帝，并于次年自称假皇帝（即代理皇帝）开始临朝称制。公元8年，时机成熟的王莽在百官劝进之下，顺应众意，称帝改元，更国号为“新”。
从西汉后期开始，汉政府就撤销了西域典属国的一系列下属官吏，使其在西域地区的基层管理人数锐减；另一方面，西汉政府对西域各国的索取不断增加，阻碍了当地的经济社会平稳发展，使得西域各族人民开始对汉朝的统治不满起来。
当王莽执政后，这种情况并没有好转起来，甚至王莽还削减西域各国君主的爵位，将王降级为侯，这使得西域各族人民的反抗情绪越来越大，屡次发生暴乱等事件。新莽的在西域的官员并未能及时采取有效措施的措施，反而一味地利用军队进行军事镇压。与此同时，国际形势发生了变化，中央王权衰弱，匈奴的复又强大让西域各国开始重新审视自己与西汉的关系，并于王莽时期纷纷放弃了与中原王朝的联系，转而投向匈奴阵营，西域各国就此叛离了中原王朝。
新莽天凤三年（即公元16年），王莽派五威将王骏等亲族将领率军西征，试图重新夺回西域的统治权。王骏等于天凤三年十二月出玉门关，次年正月领军至大煎都侯郭，并于此置幕府，调集军队，筹集粮草。然后兵分为两路，一路由王骏、李崇率领两千人，自大煎都西出，经部善至尉犁，与莎车、龟兹、尉犁等西域诸国的军队会合，当年六月进击焉耆，却遭遇伏击，十一月，王骏全军覆没，“李崇收余士，还保龟兹”；另一路，由戊部左帅何封、戊己校尉郭钦率领，计划由新道经车师，西南击焉耆。但这一路大军在车师又遭匈奴、焉耆联军夹击，何封战死，副将郭钦孤军奋战，内外交困，最后被迫率残兵撤回玉门关内。至此，西域和中原王朝的联系再次被切断，这一地区又重新成为了匈奴的势力范围。
六、东汉与北匈奴的西域战争
东汉立国后，社会经济凋敝，尤以中原地区最为严重。由于新莽政权民族政策的失误，使原来许多民族与新生的东汉王朝的关系并不友好。在西域，匈奴利用东汉政权刚刚建立，无暇西顾的绝佳机会，重新控制了这片地区，并且对东汉的北部边境常行骚扰。在这种情况下，光武帝刘秀只得调整政策，制定出有利于稳定统治、谋求长治的方针。刘秀曾言明：“吾理天下，亦欲以柔道行之”，东汉政权要奉行“仁政”，采取对外柔和政策，效法西汉文景两朝的旧事，恢复社会生机，促进经济发展，最终达到稳定皇帝统治、边境安宁之目的。但是匈奴也在中原混战时期，趁机重新崛起，恢复了元气。匈奴各部见东汉有机可乘，就对东汉北部边境劫掠。公元33年，刘秀遣吴汉等将领出长城追击匈奴，却未能取胜。匈奴反而"抄暴日增"。因此东汉初期不得不南迁幽、并一带的居民。匈奴知晓后更得寸进尺，入居塞内，从此“北边无复宁岁”。
公元46年（建武二十二年）前后，蒙古草原发生了空前的天灾，这对经济基础本身就薄弱的匈奴部族来说更是巨大打击，各部族在这场灾难中损失惨重“赤地千里，草木尽枯”“人畜饥疫，死耗大半”。在这种情况下，匈奴的力量被削弱了，统治的基础也被动摇，内部开始分离。公元48年，匈奴南部八部大人共议立呼韩邪单于的孙子比为单于，匈奴就此被分为南北两部。南匈奴南迁，内附了东汉，在东汉政府支持之下与北匈奴对抗。北匈奴一方面由于经济下滑，部族生产生活困难；另一方面又害怕东汉联合南匈奴对他们袭击，于是逐渐占据漠北，开始向西北迁移。因而西域再次成为汉匈博弈的重点。
与此同时的西域，自汉朝势力撤离，各国重新回到了过去四分五裂的状态。因此在东汉王朝建立后，西域各国曾多次上书，所陈皆是复设都护之意。建武初年，西域莎车遣使抵达河西，向东汉朝廷上书，表示思慕汉庭，希望汉军能再次出塞。建武五年（即公元29年），汉光武帝刘秀下诏立莎车王为西域大都尉，但对重设西域都护一事没有回应。建武十七年，新任莎车王遣使至洛阳，再次请求朝廷派遣都护，重建西域都护府。光武帝从窦融建议，册封莎车王为新任都护，但后因为敦煌太守裴遵劝阻，光武帝又收回了都护之印，下令废止西域都护，改授莎车王以贤汉大将军印，莎车因此同汉朝结怨，从此诈称自己为东汉世袭西域都护，从而开始以此为由挑起战端，奴役西域各国。建武二十一年（公元45年），鄯善、车师、焉耆等西域十八国遣质子入侍，再次请东汉王朝在西域重新设置都护，但刘秀因忙于巩固统治，无暇顾及西域，而且并不想重开西域战事来耗费国力，所以遣还各国侍子。莎车王见汉朝对西域不敢兴趣，旋即大举攻伐西域各国，西域陷入大乱。而北匈奴趁机介入西域事务，帮助各国抵御莎车军队，故此西域各国纷纷来降，西域大部地区遂为北匈奴所控制。
匈奴将天山以北的草原与天山以南的沙漠田纳入自己的管辖范围，还利用西域人民的人力和物力，不断对东汉边境进行持续骚扰。至明帝时，北匈奴更屡寇边境，并胁迫西域各国出兵，随其攻掠河西郡县，河西走廊各郡受损严重。过去繁荣的丝绸之路被战事截断。因此，东汉政府决心彻底打垮北匈奴，重新夺回西域，效法西汉故事，以切断匈奴的右臂。
而自东汉初叶至明帝末，历经半个世纪，东汉王朝进入明章之治时期，社会生产逐步恢复，政治清明，兵马雄壮，对内统治业已巩固，人民人心所向。在雄厚的物质条件下，东汉政府决心一改对外的“软弱”形象，积极着手解决西域事宜。
天山之战与班超出使
汉明帝永平十六年（73年）二月，东汉联合周边羌胡、乌桓、鲜卑等势力，发联军4万余骑，联合进攻北匈奴。“十六年，乃大发缘边兵，遣诸将四道出塞，北征匈奴”这次反击东汉兵分四路：第一路，窦固及其副将耿忠出酒泉；第二路，蔡彤、吴棠及南匈奴左贤王出高阙；第三路，耿秉及其副将秦彭出居延；第四路，来苗与乌桓校尉文穆出平城。由于北匈奴采取躲闪避战对策，其他三路军均无功而返。首路汉军主力却在窦固和耿忠率领下，由白山直接突袭北匈奴呼衍王部，斩首千余级。呼衍王本人败逃，汉军一路追击至蒲类海，攻占了呼衍王的驻地——水草丰美之地，宜耕宜牧的伊吾卢城。窦固在战后于此地设立了宜禾都尉，留下部队驻军屯垦。随后，窦固又派遣随军出征的假司马班超，率领三十六吏士出使西域。剩余部众撤回长城。
而班超出使西域，也让汉廷威名重振。他先与副使郭恂率领使团到达鄯善，以雷霆手段袭杀北匈奴使者，鄯善举国震恐。班超讲明道理，讲清利害，并对鄯善王好言抚慰，使鄯善归附汉朝，并且派王子作质子，向东汉称臣。汉明帝升他为军司令，并让其继续出使西域。班超领命后又威服于阗，平定疏勒，打击与匈奴和善的龟兹，重创了北匈奴在西域的势力，并让汉朝重新进入了这一地区。
次年（公元74年）十一月，东汉再次主动出塞，窦固、耿秉与都骑尉刘张合兵一处，率一万五千余骑兵出敦煌，再次出击的汉军将盘踞在白山的北匈奴部众击溃，并且追击至蒲类海全歼了这支北匈奴残部。紧接着，汉军挥师西进，进击车师。车师分前、后两部，车师前王是车师后王之子，两部相距500余里。由于山高谷深、天寒地冻，窦固本想进攻车师前部。耿乘认为只要击败车师后部，车师前部将不击自溃。耿秉主动领兵向车师后王部疾进，斩杀数千人，车师后王惊恐，率领数百骑出迎耿秉，主动向汉军投降。至此，天山之战以窦固、耿秉大胜告终。战后，东汉明帝于当年恢复了西域都护府，并将府治从乌垒城迁至龟兹它乾城，任命陈睦为西域都护。同时恢复了戊、已校尉：任命耿恭为戊校尉，驻军车师后王部金蒲城；任命关宠为已校尉，驻军车师前王部柳中城。中原与西域中断了60多年的交通至此得以恢复。
交河之战
永平十八年（公元75年）二月，窦固、耿秉等奉诏班师回京后，北匈奴对西域汉军发动反扑。北单于蒲奴派遣左谷蠡王率2万骑兵袭击车师。留在车师后王部金蒲城的西域戊校尉耿恭派出300人支援车师，不幸全军覆没。北匈奴攻陷车师后王部，杀死车师后王安得，围攻金蒲城。耿恭依靠少量兵力在城内顽强防守，以毒药涂箭，怒射匈奴士兵，“匈奴震怖”，主动撤退。五月，耿恭转移到疏勒城。七月，北匈奴前来围攻疏勒城。耿恭不见援兵，在当地招募“先登”数千人，向匈奴军发起冲杀，将北匈奴击退。北匈奴切断通往城中的水源，企图将耿恭困死在城内。耿恭在城内凿井得水，北匈奴以为汉军有“神助”，于是只得撤军而去。
眼见北匈奴在西域一时占得上风，焉耆、龟兹也反叛东汉朝廷，各国的叛军杀死西域都护陈睦，屯垦于柳城的关宠也遭到北匈奴围困。但汉明帝新丧，东汉无心向西域及时发出援兵。车师见匈奴势力卷土重来，于是也再度叛汉，与北匈奴联合围攻疏勒城，耿恭已坚守数月，只剩下几十名士兵，粮尽弹绝，“食尽穷困，乃煮铠弩，食其筋革”。北匈奴诱逼招降，耿恭“诱其上城，手击杀之，炙诸城上”。北匈奴单于大怒，急令匈奴各部以及西域诸国增兵攻城。派驻西域的汉军处处告急。
刚刚继位的汉章帝刘炟采纳司徒鲍昱建议，建初元年（76年）正月，令征西将军耿秉屯酒泉，并行太守事，派秦彭、王蒙、皇甫援等人率领张掖、酒泉、敦煌、部善四郡士兵7000余人，与西域柳中城的屯田兵会合，在交河大破北匈奴和车师联军，斩首三千余级，俘虏数千余人，获牲畜以万计，“北虏惊走，车师复降。”暂时解决了西域之围。
但当时章帝新立，中原大旱，牛瘟流行，耕地减少，饥民塞道，对西域用兵国力难支。汉章帝无奈之下采纳校书郎杨终的建议，于建初元年正月发兵救援西域汉军之后，紧接着下了另一道诏书，令撤回西域都护及西域戊、己校尉。次年三月，章帝又撤回了设立在伊吾卢的屯垦兵。总之，在汉章帝执政初期，东汉王朝与北匈奴争夺西域全面失利，决定放弃西域，重新退回玉门关。
七、东汉对西域的重新掌控
建初元年（公元76年），汉章帝下令东汉各级士卒官吏从西域总撤退，班超也准备离开疏勒启程返回。但对于西域南道各地区来说，东汉的势力一旦撤退，匈奴必卷土重来，他们曾响应汉使要求，杀死各地的匈奴使者，反对匈奴的控制。各国都担心匈奴会对他们实行残酷的报复。因此当班超离开疏勒时，疏勒的都尉黎食，竟至引刀自杀。班超行至于阗，于阗王侯以下皆号泣，说：“依汉如父母，诚不可去！”竟纷纷抱着班超的马足，不肯放行。在这样的情况下，班超知道一旦东汉撤出西域，以后很可能就没有机会回来了，而且南道的这些地区，尚且可以利用，乃决定勒马回头西行。当他回转疏勒的时候，疏勒已有两城投降龟兹，并与匈奴尉头联合，企图颠覆班超所建立的疏勒政府。班超便又以果敢手段，发动疏勒兵击杀疏勒的叛变分子，并击溃尉头军，再次定疏勒。从此将疏勒作为自己经营西域的一个重要据点。
当时西域的形势，很明显已分裂为两个对立的集团：北道隶属于匈奴，南道则大多数服从东汉。但是南道东通汉朝的道路已被匈奴切断，在于阗与疏勒之间，还有一个强大的莎车是匈奴的属地。匈奴在塔里木盆地显然占着优势。因此，班超决定首先从他的根据地疏勒附近排除匈奴势力的威胁，巩固自己的立足点；然后再征服中梗南道交通的莎车，由西而东，打通南道。最后更以南道各地的人力与物力，消灭北道各地之匈奴势力，从而恢复东汉在西域的全面统治。班超的这个预定计划，在经过多次艰苦斗争之后，都次第实现了。
公元78年（建初三年）班超就开始利用于阗、拘弥、疏勒及康居兵一万余人进攻姑墨。姑墨当时役属龟兹，是匈奴在北道极西的据点，其地接近疏勒，故班超首先攻占这个据点，以解除北来的威胁。
班超在西域的这些活动，东汉政府并不知道。当班超巩固了根据地以后，才上书东汉中央政府，建议"以夷狄攻夷狄" 。也就是依靠西域人统一西域。章帝看到班超的奏摺，认为有可能成功，乃派徐斡为司马，将弛刑义从兵千人前往，以援助班超。这时疏勒都尉番辰看到班超孤弱可欺，受莎车之诱而叛变，适徐斡兵赶至，击斩番辰，疏勒局面又重新稳．定下来。
班超为了进击龟兹、莎车，又建议东汉政府联络乌孙，牵制匈奴。东汉政府采纳了他的建议，于公元84年（元和元年）再派司马和恭等统兵八百人西赴疏勒以接应班超。这时班超部下共有汉兵一千八百人，这是他在西域活动的基本武装力量。班超首先发疏勒、于阗兵，从东西两面夹攻莎车，不料莎车有龟兹做靠山；同时又暗中贿赂疏勒王忠从内部发动叛变以牵制汉军。半年以后，康居王也派精兵助忠共同和班超对抗，问题越来越复杂。后来班超虽然运用外交的手段通过大月氏的关系说服康居退兵，并用计杀死了叛变的疏勒王，镇压了疏勒的叛乱，但是一直没有办法把莎车攻下来。公元87年（章和元年）班超调了于阗等地的军队二万五千人再度向莎车进攻，而龟兹亦发温宿、姑墨、尉头之军五万援救莎车，声势浩大。这一次班超用了调虎离山之计，出其不意直捣莎车军营，莎车终于投降，龟兹援兵亦被迫退散，于是南道遂通。
班超自到疏勒以来，运用外交和军事手段，虽然节节胜利，但是北道之龟兹、焉耆，依然负固不服。其原因，一则班超军队主力不足，即汉兵太少；二则龟兹、焉耆有匈奴作后盾。东汉政府已经看出，如果要打通北道，非驱逐匈奴不可。
公元89年（和帝永元元年）东汉政府乃命窦宪征伐匈奴。六月，窦宪大破北匈奴，登燕然山（今杭爱山），刻石记功而还。次年（公元90年）五月，窦宪复遣阎槃将二千骑击破游牧于伊吾卢之匈奴族，占领伊吾。车师前后王复内附于汉。又次年二月，窦宪再遣耿夔出居延塞，围北单于于金微山（即阿尔泰山）大破之，俘其母阙氏及名王以下四千余人，出塞五千里，自汉出师以来，从未有此次之远者。北匈奴主力被迫西迁
当初，大月氏曾经帮助汉朝进攻车师有功。章和元年（公元87年），国王派遣使者，来到班超驻地，向汉朝进贡珍宝、狮子等物，提出要娶汉朝公主为妻。班超拒绝了这要求，大月氏王由是怨恨。永元二年（公元90年），大月氏派其副王谢率兵七万，东越葱岭（今帕米尔高原和昆仑山脉西段、喀剌昆仑山脉东南段），攻打班超。班超兵少，大家都很恐慌。班超却向部下解释说：“月氏兵虽多，但逾葱岭数千里远来，没有后勤运输，何足担忧？只要我们收藏好粮食坚守住，他们饥饿困苦自会投降，不过数十日就可以见分晓。”大月氏副王谢进攻班超，无法攻克，抢掠粮草又无所得。班超估计其粮草将尽，必派人到龟兹求救，预先命几百士兵在东边埋伏拦截，谢果然派兵带金银珠宝去贿赂龟兹以求援。班超伏兵大出，杀死了使者，并派人拿给谢看。谢大惊，进退无据，只好遣使向班超请罪，希望能放他们一条生路，班超放他们回国，大月氏于是大为震惧，只得每年向汉朝朝贡。
北匈奴既失败西迁，而大月氏亦失败南向印度，龟兹、焉耆遂失掉了靠山，断绝了接应。于是在公元91年（永元三年），龟兹率姑墨、温宿降于班超。汉以班超为"西域都护",徐斡为长史，班超驻守龟兹，徐斡屯于疏勒。又设置戊校尉领兵五百人，居车师前部高昌壁，戊部候居车师后部候城，东西遥相呼应。此时，西域诸国，只剩焉耆、危须（今新疆焉耆东北）、尉犁（今新疆库尔勒东北）三国，因为曾杀害西域都护陈睦，心怀恐惧，尚未归汉。其余各国，均已平定。
公元94年（永元六年）,班超一面大发龟兹、部善等八个地区的兵力共七万人及汉朝吏士，商客一千四百人征伐焉耆；另一方面又遣使向三个地区的君长进行政治诱降，军事、政治双管齐下，三地皆降服，而北道遂通。自章帝建初元年（公元76年）班超勒马回头再定疏勒起，至和帝永元六年（公元94年）平定焉耆，其间凡十八年之久，经过十八年的艰苦斗争，西域终于再度隶属于东汉统治之下。永元七年，朝廷因功封班超定远侯，食邑千户。在班超的治理下，西域诸国恢复生产，与东汉互通使节，结束了自西汉末年以来的各方混战局面迎来了久违的和平与稳定。东汉最终确立了其在西域地区的统治，巩固了多民族大一统国家的疆域。
永元十四年(102年)八月，班超回朝，任尚为西域都护。由于任尚行事苛严，致使西域诸国又纷纷叛汉。延平元年(106年)九月，西域各国起兵攻任尚于疏勒。东汉派兵驰援，改派段禧为都护，于息叛乱。次年，东汉以为西域险远、耗资过巨，调回段禧等人，北匈奴势力乘机再占伊吾卢，击杀东汉长吏索班，汗攻占北道各地。
延光二年(123年)，安帝今班超之子班勇为西域长史，率兵500人出屯柳中，拟再通西域。三年正月。班勇收服鄯善，龟兹、姑墨、温宿相继来归。同时率各国兵进击车师前部。四年，班房率敦煌、张掖、酒泉三郡兵及鄯善等西域兵平定车师后正军就。五年冬，班勇率西域诸国兵击败北匈奴呼衍王。水建二年(127年)，班勇又联合西域兵会同敦煌太守张朗两路进攻。击降焉耆。东汉再次打通西域。
此后，残留在天山以北的匈奴势力仍时有袭扰。永和二年(137年)、元嘉元年(151年)，东汉又先后两次派军击北匈奴，均未取得成功。自桓帝以后，由于东汉国力衰败，对西域控制能力越来越弱，元嘉二年（152年），汉西域长生正敬为于阗所杀。永兴元年(153年)，车师后部王阿罗多起兵反汉。到灵帝末年，随著黄巾农民起义的爆发。至此，东汉势力完全退出西域。汉匈的西域争夺战，亦至此彻底结束。
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