車師後國（今新疆吉木薩爾縣一帶），王城設在治務塗穀，距離長安八千九百五十裏。有五百九十五戶，人口四千七百七十四，可以當兵服役的，有一千八百九十人。輔政的有擊胡侯、左右將、左右都尉、導民君、翻譯官各一人。向西南抵達都護府衙，有一千二百三十七裏。
車師都尉國（今新疆艾丁湖以北），有四十戶，人口三百三十三，可以當兵的有八十四人。
車師後城長國，有一百五十四戶人口九百六十，可以當兵的有二百六十人。
武帝天漢二年（公元前99年），武帝封投降的匈奴人介和王為開陵侯，率領樓蘭國軍隊進攻車師國，匈奴派出右賢王率領數萬騎兵救援，漢軍戰況不利，隨後撤軍。武帝征和四年（公元前89年），武帝又派出重合侯莽通率領四萬騎兵反擊匈奴，途經車師以北，武帝再次派出開陵侯率領樓蘭、尉犁、危須等六國軍隊，分路進攻車師國，以免車師國截擊重合侯。西域各國軍隊圍攻車師國，車師王投降，臣服於漢朝。
在昭帝朝，匈奴派出四千騎兵在車師國屯田，宣帝即位之後，宣帝派出五位將軍率領漢軍進攻匈奴，在車師國屯田的匈奴人受到驚嚇，倉惶離去，車師國遂與漢朝恢複通使。匈奴人大怒，召車師國太子軍宿，想把軍宿扣押為人質。軍宿是焉耆王的外孫，不願意在匈奴做人質，逃往焉耆國。車師王又重新立兒子烏貴為太子。烏貴繼位為車師王，與匈奴締結婚姻，教匈奴人截擊漢朝派往烏孫通使的使者。
宣帝地節二年（公元前68年），宣帝派出侍郎鄭吉、校尉司馬憙率領免除徒刑的犯人來到渠犁，屯墾農田，儲備糧食，以此作為進攻車師國的出發地。等到秋收時節，鄭吉、司馬憙征發西域諸城邦小國軍隊，有一萬餘人，親自率領，加上屯田漢軍一千五百人，聯合進攻車師國，進攻交河城，最終破城。車師王躲在北邊石城中，沒有將其抓獲，此時軍糧將要耗盡，鄭吉等人暫時撤軍，又返回渠犁的屯田基地。秋收完畢後，再次發兵進攻車師王盤踞的石城。車師王聽到漢軍進攻的消息，向北倉惶逃竄，向匈奴人求救，匈奴發兵救援。車師王得以回國，與車師貴人蘇猶商議，是否向漢朝投降，又擔心得不到漢軍信任。蘇猶於是教車師王進攻匈奴旁邊的屬國——小蒲類國，斬殺小蒲類國王，擄掠它的國民，借此機會向漢軍表達誠意，投降鄭吉。車師旁邊的小金附國曾經跟隨在漢軍後麵，擄掠過車師國，車師王遂親自率領軍隊先攻破金附國。
匈奴聽說車師國要投降漢朝，發兵進攻車師國，鄭吉、司馬憙親自率領漢軍向北迎敵，匈奴不敢繼續前進。鄭吉、司馬憙留下一名軍候和二十名士卒，護衛車師王，鄭吉等人而後率軍返回渠犁的屯墾基地。車師王擔心匈奴軍隊會再次襲擾，到時將難以自保，隨後騎馬逃亡至烏孫國，鄭吉於是將車師王的妻子兒女接到渠犁安頓下來。而後鄭吉返回長安，向朝廷彙報戰事，抵達酒泉郡，宣帝下詔，讓鄭吉返回渠犁、車師，繼續儲備糧食，安定西域各國，防備匈奴襲擾。鄭吉返回西域，同時將車師王的妻子兒女送往長安，宣帝給予她們厚重的賞賜，每次會見四夷客人，均讓她們露麵，以顯示身份尊貴。鄭吉又分出三百名卒吏，駐紮在車師國屯田。捕獲的匈奴人招供說，虛閭權渠單於的大臣們說：“車師國土壤肥沃，又靠近匈奴，假若此地讓漢軍占有，在那裏屯墾農田，儲存糧食，將會對匈奴造成威脅，不能不爭奪。”虛閭權渠單於果然派出匈奴騎兵，襲擾屯田漢軍，鄭吉與屯田校尉，率領在渠犁屯田的一千五百名漢軍，來到車師屯田，匈奴又增加襲擾的騎兵，漢軍屯田將士們難以抵擋，隻好退回至車師國交河城中。匈奴將軍在城下對鄭吉喊話，說：“單於絕不會放棄車師國土地，不準漢人在此屯田。”匈奴圍困交河城達數日之久，此後解圍而去。此後匈奴經常派出數千騎兵往來，騷擾車師，鄭吉上書漢廷：“車師距離渠犁一千餘裏，中間還有山河阻隔，向北靠近匈奴，渠犁屯田漢軍，勢單力薄，難以獲得支援，希望增加屯田漢軍。”朝中公卿們廷議，認為路途遙遠，花費巨大，可以撤回車師國屯田漢軍。宣帝沒有同意，隨後下詔，派長羅侯常惠率領張掖郡、酒泉郡漢軍騎兵出擊，來到車師國以北，距離車師千餘裏的地方耀武揚威，以顯示漢軍在車師的存在。匈奴騎兵隻好撤回，鄭吉最終得以走出交河城，重新率領屯田漢軍返回渠犁，朝廷安排三名校尉在渠犁屯田。
車師王逃往烏孫國，烏孫王將車師王收留，派使者向漢廷上書，願意讓車師王在烏孫國暫且安身，以備國家有急事，可以從西道抗擊匈奴。宣帝答應奏請。於是朝廷召回原車師國太子軍宿，軍宿此刻留在焉耆國，朝廷將軍宿立為車師王，率領車師國民眾遷徙至令居、渠犁，將車師土地留給匈奴人。車師王得以靠近屯田漢軍，與匈奴斷絕往來，也得以安定下來，親附漢朝。後來漢朝派出使者，侍郎殷廣德指責烏孫國，讓他交出車師王烏貴，帶回長安，宣帝賜予車師王宅邸，讓他與妻子兒女在長安定居。這一年，是宣帝元康四年（公元前62年）。再後來，朝廷在西域設置戊己校尉，戊己校尉統領西域屯田漢軍，駐紮在車師國故地。
平帝元始年間（公元1-5年），車師後王開辟新通道，從五船北出發，可以直達玉門關，西域往來商旅近了許多，戊己校尉徐普想將這條通道繼續擴大，此後往來西域，可以節省一半行程，還可以避開白龍堆險阻。車師後王姑句認為，一旦漢軍將這條通道作為主要通道，車師國就要在沿途設置許多帳篷，接待來往西域的漢使，為車師人增添額外的負擔。而且這裏又與匈奴的南將軍地域接壤，徐普不聽，說可以將車師疆域與匈奴疆域劃分開來，而後上報朝廷，徐普召姑句商議此事，姑句不肯來，徐普將姑句逮捕。姑句多次向漢軍官吏送上牛羊，企圖賄賂他們，仍然得不到釋放。姑句家人在做飯時，矛端發出火花，姑句的妻子股紫陬對姑句說：“矛端發出火花，這是兵氣，恐怕又要用兵。此前車師前王被都護司馬殺掉，現在你又被關押在這裏這麼長時間，恐怕也是必死無疑，不如幹脆投降匈奴。”姑句聽信了妻子的勸說，騎馬逃出戊己校尉駐守的高昌壁，逃亡至匈奴。
去胡來王唐兜，其管轄的婼羌國與大種赤水羌國麵積大小相同，多次遭到鄰國襲擾，不能取勝，向西域都護府告急。都護但欽不能及時救援，唐兜在危難中，也怨恨但欽，隻好向東逃亡至玉門關下。玉門關不準唐兜入關，唐兜無奈，隻好帶著妻子兒女人民一千餘人逃亡至匈奴。匈奴接納了唐兜，派使者上書，說明原因。在當時，新都侯王莽在朝中執掌朝政，派中郎將王昌等人出使匈奴，告知烏珠留單於，西域各國已經臣屬於漢朝，是漢朝屬國，匈奴不能接受西域的逃亡者。烏珠留單於謝罪，將兩位西域國王交還給使者帶回。王莽派出中郎王萌在西域惡都奴界上，接受兩位亡命國王。烏珠留單於派出使者護送，為兩位國王求情，請求朝廷赦免他們的逃亡罪。使者向朝廷彙報，王莽不聽，下詔集合西域諸國王，排列軍陣，將姑句、唐兜斬首示眾。
王莽篡漢後，在始建國二年（公元10年），王莽任命廣新公甄豐為右伯，出使西域。車師後王須置離聽說後，與右將股鞮、左將屍泥支等人商議：“聽說甄公作為西域太伯，將要出使西域。按照舊例，我們需要為使者準備好糧食及牛馬草料，還要準備翻譯官、向導。此前五威將軍來，我們應該準備的東西沒有準備齊。此次太伯來，國家已經很窮困，恐怕又難以滿足要求。”就想要逃亡到匈奴去。戊己校尉刁護得知消息後，召車師後王須置離查問，須置離招供有此事，於是刁護將須置離戴上刑具，押解至西域都護府但欽在所埒婁城的駐地。須置離國內的百姓，知道國王再也回不來了，都哭著為國王送行。來到都護府衙，但欽將須置離斬首。須置離的哥哥輔國侯狐蘭支率領須置離留下來的部眾兩千餘人，趕著牲畜，舉國投降匈奴。
在當時，王莽將烏珠留單於的印璽改為印章，烏珠留單於心懷怨恨，遂接受狐蘭支的投降。而且派兵與狐蘭支一起襲擾車師國，殺了車師後城長，還傷了都護司馬，等到狐蘭支的軍隊返回匈奴。當時的戊己校尉刁護生病，派出使者陳良率領漢軍駐紮在桓且穀，以防備匈奴來襲，官吏終帶來取糧食，司馬丞韓玄負責各壁壘間的守護，右曲候任商負責各堡壘間的守護，陳良與他們兩人商議道：“西域這些小國家要背叛朝廷，一旦匈奴大舉入侵，我們必死無疑。不如先殺掉校尉，而後率領眾人投降匈奴。”這些叛賊隨後率領數千騎兵來到校尉府，脅迫亭障令點燃積累的薪柴，又分別告知其它守護壁壘的漢軍：“匈奴將有十萬騎兵來犯，官吏將士一律手持兵器，準備迎戰，違令者斬！”此後叛軍聚集三四百人，來到距離校尉府衙幾裏外的地方駐紮下來，清晨點燃大火。校尉開門擊鼓，傳令漢軍將士守備，陳良等人隨即闖入，殺害校尉刁護與他的兒子等四人，還有他兄弟的兒子，隻留下婦女兒童。而後留在戊己校尉城，派人與匈奴南將軍聯絡，匈奴南將軍派出兩千騎兵迎接陳良等人。陳良等人脅迫戊己校尉手下的漢軍將士，男女共兩千餘人進入匈奴領地。烏珠留單於任命陳良、終帶為烏賁都尉。
又過去三年，烏珠留單於去世，單於的弟弟烏累單於鹹繼位，又重新與王莽和親。王莽派出使者帶著許多金幣賞賜新單於，向單於提出要求，贖買陳良、終帶等叛賊。烏累單於將四位叛賊逮捕，還有親手殺害刁護的芝音和他的妻子以下二十七人，全部用刑具檻車收押，交付王莽派來的使者。一行人來到長安，王莽用火刑將罪犯燒死。而後王莽欺詐單於，和親遂又斷絕。匈奴開始大舉襲擾北部邊郡，西域也隨之瓦解。焉耆等國靠近匈奴，首先叛漢，殺了都護但欽（始建國五年，公元13年），此時王莽對於西域所發生的一切，已經是無能為力。
天鳳三年（公元16年），王莽派出五威將軍王駿、西域都護李崇率領戊已校尉率領漢軍，再次出使西域，西域諸小國沿途迎接，為出征軍隊提供糧食。焉耆詐降，暗中布置軍隊，以防萬一。王駿等人率領莎車、龜茲國軍隊，有七千餘人，分數路進入焉耆，焉耆伏兵在途中截擊王駿。到了姑墨、尉犁、危須國，焉耆的軍隊又與他們內外呼應，一起襲擊王駿率領的聯軍，將王駿率領的聯軍全部消滅。隻有戊己校尉郭欽率領的另一支軍隊，在後麵進入焉耆。焉耆的軍隊還未返回，郭欽將焉耆國留在國內的老弱婦孺全部斬殺，而後撤軍返回長安。王莽封郭欽為剿胡子爵。李崇收集殘存將士，返回龜茲，繼續守護西域。幾年後，王莽兵敗被殺，李崇流落在西域，西域從此後與內地斷絕聯係。
西域各國，總計有大小五十個幾個國家。他們有自己的官員設置，有翻譯官、城長、君、監、吏、大祿、百長、千長、都尉、且渠、當戶、將軍、國相；還有侯、王，都佩帶有漢朝頒發的印綬，共有三百七十六人。康居國、大月氏、安息、罽賓、烏弋等國，因為路途遙遠，不在西域都護府的管轄範圍內。他們來到長安貢獻，朝廷則給予更為厚重的回禮，但不幹涉他們的國內事務，不設置官員。
讚辭如下：在武帝朝，漢朝抗擊匈奴，擔心匈奴兼並西域小國，勢力範圍擴大，再與祁連山以南的羌人結為聯盟，對漢朝造成更大的威脅。漢軍遂首先攻占黃河以西地區，而後攻占原屬於匈奴的西部右地，在西部匈奴故地設置四郡，開設玉門關，接下來鑿通西域。以此來斬斷匈奴的右臂，隔斷匈奴與祁連山以南的羌人、月氏人聯係。迫使單於失去西域外援，不得不倉皇遁逃，從此之後，大漠以南，匈奴王庭不複存在。
經曆了文、景兩朝對匈奴的妥協，五位帝王實施富民政策，漢朝此時已經非常富裕，國庫充盈，財力有餘，軍隊強盛。在武帝朝，漢軍掃蕩四夷，開疆拓土，朝廷得以看到犀牛、象牙，還有玳瑁、珍珠這些南方珍物，武帝在南粵國故地設置包括珠崖郡在內的七個新郡，看到蜀郡出產的枸醬、竹杖，武帝繼而開拓設置牂柯郡、越嶲郡，聽說天馬的傳聞後，還品嚐了葡萄的美味，武帝隨後調集大軍，征伐大宛國、安息國。從此之後，南方的龜甲、珍珠、玳瑁、犀角、翠羽陳列於後宮，西方的蒲梢、龍文、魚目、汗血馬遊走於黃門，巨象、獅子、猛犬、鴕鳥徜徉於上林。各方異物，紛至遝來。此後武帝進一步擴大上林苑，挖掘昆明池，修建千門萬戶的宮殿，修建神明台和通天台，布設甲乙二帳，纓絡配上隨氏珠、和氏璧，天子享用著翠屏畫扇，身上穿著錦衣翠披，臂膀枕著雕欄玉幾，身心在富貴鄉中遊樂。又設置酒池肉林，以盛宴款待四夷賓客，製作《巴俞》都盧、海中《碭極》、漫衍魚龍、角抵遊戲，用以娛樂後宮嬪妃。賞賜饋送，萬裏迎送，勞師遠征，花費難以勝計。最終導致國庫空虛，用度不足，武帝隨後開始設置酒榷專賣，國家專營鹽鐵，鑄造白金錢幣，還有皮幣，增加賦稅，涉及到車船，就連六畜也難以幸免。武帝濫用民力，最終導致國家財用枯竭，再加上連年災害，天下群盜蜂起，將旅途變為凶途，武帝派出直指繡衣使者，走出京城，這些使者身披繡衣，手中握有皇上賜予的利斧，在郡國間肆意砍殺違法官吏和不法之徒，才挽住頹勢。到了武帝末年，武帝開始反省政策中的失誤，隨後痛下決心，拒絕墾殖輪台的奏議，同時下詔自責，為此前製定國策時的失誤，痛悔不已，仁聖之君，也有失誤之時！從武帝朝鑿通西域，使者穿行於域外，要經過白龍堆的險阻，還要翻越巍峨的蔥嶺，一路上忍受發燒、頭痛，攀援懸渡險關。淮南王、杜欽、揚雄對朝廷開發西域，都曾經提出過諫言，認為這些地方，是天地間用以阻斷華夏與蠻夷的界限，以險阻區分內外。《尚書》中講：“西戎有自己的安排。”大禹已經將他們排除在華夏先民之外，不以武德迫使他們向朝廷貢獻禮物。
西域各國，皆有君長，軍隊民眾性情柔弱，沒有統一為一個國家，雖然臣服於匈奴，卻並不親附。匈奴隻是向他們征收賦稅，獲取牲畜、馬匹氈罽（jì）而已，並不統率他們，不與他們共進退。他們與漢朝疆域隔絕，路途遙遠，得之不會帶來利益，棄之不會造成損失，我大漢以盛德對待他們，不對他們提出任何要求。從建武（東漢，公元25-57年）以來，西域各國仍然在思念漢朝的聖德，西域人樂意內附漢朝。隻有小的國家如鄯善國、車師國，迫於匈奴壓力，被匈奴人鉗製。像大一些的國家如莎車國、於闐國，多次派出使者，請求送人質到洛陽來，要求漢朝在西域繼續設置都護府。聖上（劉秀）遠覽古今，因時製宜，采取羈縻政策，沒有答應他們的請求。遵奉的是上古時大禹的政策，將西戎作為域外，周公曾經拒絕作為貢品的白雉，漢文帝退回作為貢品的千裏馬，以謙虛態度對待貢獻，他們的做法既有情，亦有義，以這樣的態度對待域外，同樣值得肯定！