第一个探险家的报告
中国史籍中最早的关于楼兰王国的具体记载，见于《史记·大宛列传》。有些书籍，曾把《史记·大宛列传》前半部分改称为张骞所著的《出关记》。这个提法尚有一定问题，因为我们只在《隋书·经籍志》见到著录有一种地理类的书，叫《张骞出关志》，没有注出作者。而这个“出关志”排在南朝宋的僧人昙宗的著作之后，所以，可能是南朝宋或稍后的南北朝时人所作。尽管如此，一般认为《史记》中有关西域的国情资料，直接得自大探险家张骞的两次西行报告。
《史记·大宛列传》中说：楼兰，是西域小国。建国于盐泽边上，有城郭，然而“兵弱易击”。由于占据了中西交通孔道上的咽喉位置，所以在汉与匈奴争夺西域控制权的过程中，楼兰的取向具有相当关键的作用。所谓“盐泽”，就是指罗布泊。在秦汉史籍中，罗布泊或称盐泽、泑泽、蒲昌海、临海、辅日海、牢兰海等。盐泽，取意于是个咸水湖，泑泽，取意于地势低洼，水域青黑。罗布泊或罗布淖尔这一名称，则出现较晚。
汉代史学家班固撰写《汉书》时，楼兰国有1570户人家，共14100口人，国都名叫“扜泥”。《汉书》进一步介绍了楼兰的生态环境：“地沙卤少田，寄田仰谷旁国。国出玉，多葭苇(芦苇)、柽柳(红柳)、胡桐(胡杨)、白草(芨芨草)。民随畜牧，逐水草。有驴马，多骆驼。能作兵，与婼羌同。”这样一个贫瘠、弱小的化外之国，在汉与匈奴旷日持久的战争状态中始终处在风口浪尖境地，完全是由其地理位置决定的。
汉朝在西域初露兵锋
汉武帝听取了张骞关于西域情况的报告，一心想把势力扩展到中亚的大宛等国家。这样，与钳制汉朝，不欲使其向西发展的匈奴，就处在了不宣而战的战争状态。国力一直处在上升时期的匈奴，当然不希望有人把一条腿直伸进它后院的马厩当中，战争从一开始就是无可避免的了。是汉代使臣张骞，把汉与匈奴引向了战争，而张骞的后继者——受命出使西域的使臣们——又把楼兰置于汉军出击西域的第一冲击波当中。
据《史记》、《汉书》记载，张骞使还长安，为朝野开启了封闭多年的“西窗”，汉武帝决心向西发展，“使者相望于道，一岁中多至十余辈”。这使者西行，都是由玉门关经楼兰再前往各地，“楼兰、姑师①当道苦之，功劫汉使王恢等。又数为匈奴耳目”，“匈奴奇兵时时遮击使西国者。使者争遍言外国灾害”。于是，汉武帝命从票侯赵破奴率属国骑兵以及从边境各郡征调的数万军队，陈兵于匈水，欲与匈奴主力一战，而匈奴避其锋芒，并不正面迎敌。于是赵破奴便挥师西向而击破姑师。姑师也是汉武帝时在中西交通古道上的当道小国。那个一再为楼兰人的劫掠困扰的使者王恢，正在赵破奴军中作向导。赵破奴给王恢轻骑兵700人，王恢便兼程奔袭楼兰，一举俘虏了楼兰国王。这一以武力向西域各国示威的军事行动圆满结束后，赵破奴晋封为浞野侯，王恢受封为浩侯。汉朝把边陲的烽燧亭障自酒泉延展到玉门关，作好了随时在西域进出的战术准备。