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张骞到大宛后，向国王说明了出使月氏的使命和沿途种种遭遇，希望大宛能派人相送，并表示今后如能返回汉朝，一定奏明汉皇，送他财宝美女以示酬谢。
大宛王早就风闻东方汉朝的富庶，很想与汉朝通使往来，只是苦于匈奴的中梗阻碍，始终未能实现。汉使的意外到来，让他非常高兴，张骞的一席话，更使他热血沸腾，他对汉朝的友好源自对丝绸的钟爱，于是满口答应了张骞的要求，热情款待后，派遣向导和翻译，将张骞等人送到康居（今苏联乌兹别克和塔吉克境内），而后康居王又遣人将他们送至大月氏。
大月氏国王对于遥远的汉朝跋涉千里而来的使者表达了尽礼数的欢迎，张骞开门见山地说，汉朝皇帝愿意帮助大月氏报仇，如果大月氏肯从西向东协助汉朝夹击匈奴，击败匈奴后，汉朝可以帮助大月氏人重返河西之地。
大月氏的贵族们对这个提议并不感冒，当年，他们被匈奴击败之后，种族分散，大部分被迫逃亡到今伊犁河、楚河流域，可是好景不长，乌孙在匈奴的扶持下迅速崛起，驱赶了刚刚经历分裂的大月氏人，大月氏被迫再次向西南迁徙，直至征服大夏，在今阿富汗北部巴尔赫附近的蓝氏城定都，从此，大月氏人过上了世代梦想的安定生活，其社会生产也从游牧逐渐转为农耕。
当然这仅仅是肤浅的表面原因，大月氏根本不相信汉朝能战胜匈奴，汉高祖何其雄才大略，尚且在平城被冒顿单于围困，汉朝的几代皇帝都维持着和亲政策，小皇帝突然要转守为攻，月氏国上至国王下至百官都不看好汉朝的冒进，更遑论还要用联军的方式拖他们下水。
所以，听了张骞几次朝议提出的战略构想，大月氏人只以好酒好肉招待汉使，却绝口不提联盟之事。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，好在和月氏贵族们的交流使得他对匈奴有了更深刻的认识，在此之前汉人对匈奴的印象仅仅是逐水草而居，对其制度方面的建设不甚了了，张骞又在月氏向导的陪同下遍访西域各国，这也算是另外的收获了。元朔元年（前128年），满心失落的他带着随从动身返国。
归途中，对西域地形已有大致了解的张骞为避开匈奴控制区，改变了行走路线，计划通过青海羌人地区，躲避匈奴人的盘查，于是重越葱岭后，他们不走来时沿塔里木盆地北部的“北道”，而改行沿塔里木盆地南部，循昆仑山北麓的“南道”。从莎车，经于阗（今和田）、鄯善（今若羌），进入羌人地区。但出乎意料的是，羌人此时已沦为匈奴的附庸，张骞等人再次被匈奴骑兵所俘，又被扣留了一年多。而这次被扣留，他又见到了给他生了孩子的匈奴女人，那女人用匈奴话跟他说，希望他不要再抛弃她，她愿意一辈子做张骞的女人。那个夜晚张骞才第一次认真打量这个异域女人，是啊，如果用民族仇恨去绑架爱情，那就显得太狭隘了。
元朔三年（前126年）初，军臣单于死，其弟左谷蠡王伊稚斜自立为单于，进攻军臣单于的太子于单，于单失败逃汉。张骞趁匈奴内乱之机，带着自己的匈奴族妻子和随从堂邑父，逃回长安。
这是张骞第一次出使西域。从建元二年（前139年）出发，至元朔三年（前126年）归汉，共历十三年。出发时一百多人，回来时仅剩下张骞和堂邑父两人。
从战略目的上来讲，张骞出使的任务并没有完成，但是依然得到了皇帝的崇高褒奖，历史上将张骞第一次出使西域的壮举谓之凿空:自春秋以来，戎狄杂居泾渭之北，至秦始皇北却戎狄，筑长城，以护中原，但其西界不过临洮，玉门之外的广阔的西域，尚为我国政治文化势力所未及。
这是在平阳的老师最爱讲述的一段故事，张骞的形象在霍光的心里最为丰满。
而这一次，霍光有幸见到了他心目中的英雄：和所有的探险家一样，张骞肤色黝黑，身材魁梧，不修边幅，和李广比起来，张骞要显得平易近人得多，也寡言少语得多。霍光心里明白，对于自己这种靠裙带关系在军中讨饭吃的人很难让像李广这样从士兵一步一步靠军功做到将军的将领高看一眼，“你就在博望侯的麾下做个幕僚吧，免得在外碍事。”李广又转身对李敢说，“我正发愁物色不到好的副将，正好你回来，索性随我带四千精锐出去寻找战机。”
张骞闻言暗自皱了皱眉头，李广带兵固然勇猛，可未免冒失轻进，“此战我们不过是为了配合骠骑将军深入腹地而牵制匈奴左贤王，如果分兵冒进，只怕会引起匈奴人的警觉，还请郎中令三思。”
李广时任郎中令，是负责宫廷戍卫的军官，他对张骞的保守不屑一顾，“博望侯只需率军队按照我们预先约定的路线与我汇合便是，具体的作战计划还要本将来拿。”李广刻意将博望侯三个字咬得很重，在霍光看来，这就有些憎恶的成分了，老夫尚不得封侯，你一个向导却拥有食邑。
张骞被李广这一抢白，脸色变得很难看，倒是这时听霍光说，“请让我随李将军出塞！”霍光实在受不了李广父子相继投来的鄙夷的眼神，饶是他只想通过军中资历谋个大好前程，也被这不友好的态度激发了斗志。
张骞心里暗道不好，现在可不是撑英雄的时候，他一边想该怎么拒绝霍光的冒失请求，一边用眼神暗示李广，不料却听李广朗声说道，“那就跟老夫来吧！”
贸然做超出能力范围之外的事不一定是勇敢，用我家乡话说，也可能叫作彪。
