漢初，高祖曾被匈奴擊敗，武帝即位后便決心徹底消滅匈奴。當(dāng)他得知，原來在敦煌附近（今甘肅西部）居住的大月氏受匈奴的強(qiáng)力攻擊，被迫西遷而欲報(bào)仇雪恨時(shí)，便欲與之聯(lián)合共同夾擊匈奴。于是，張騫自告奮勇出使西域這本是出于漢武帝政治上的遠(yuǎn)見。
西域的名稱始于西漢，廣義上指今新疆以西、中亞、和田一帶。公元前139年，張騫第一次訪問西域諸國(guó)，歷盡坎坷，于公元前126年返回長(zhǎng)安。行程沒有一定的路線可言，并且也沒有隨帶絲綢制品。待到公元前119年，張騫又以中郎將的身份，偕同副使、將士等三百余人，攜帶“牛羊萬頭”、“金幣帛數(shù)千巨萬”，以一支浩浩蕩蕩的隊(duì)伍第二次出使西域時(shí)，才真正地把大量絲綢帶到了西方。當(dāng)時(shí)，匈奴已被漢帝國(guó)擊敗，中途沒有什么阻礙，從長(zhǎng)安出發(fā)，經(jīng)隴西（今臨洮）、焉耆、龜茲（今庫車），越蔥嶺到達(dá)赤谷（今伊塞克湖東南），并與烏孫（今哈薩古共和國(guó)）建立了外交關(guān)系。通過烏孫的關(guān)系，張騫又派遣副使分赴大宛（今吉爾吉斯共和國(guó)）、康居（今哈薩克共和國(guó)）、大月氏（今烏茲別克和塔吉克共和國(guó)）、大夏（今土耳其）、安息（今伊朗）、身毒（今印度）、于闐（今新疆）等國(guó)，并于公元前115年回國(guó)。
此后，西域諸國(guó)紛紛與漢帝國(guó)建立外交關(guān)系。在掃清了匈奴的障礙以后，西北絲路較之西南絲路更為便捷，且作為官道，保證了沿途的安全和旅途食宿的方便。此線路大致是從長(zhǎng)安出發(fā)，經(jīng)寶雞、隴縣、固原、武威、張掖、酒泉、安西、敦煌，出玉門關(guān)，進(jìn)入新疆分赴各國(guó)。
自漢代直至北魏時(shí)期，這條絲路一直十分繁榮。但從四世紀(jì)中葉起，河西走廊戰(zhàn)亂頻繁，五世紀(jì)中葉，突厥族逐漸強(qiáng)大，并控制了這條線路。此時(shí)，平行于河西走廊的青海道（又稱“羌中道”）取代了原西北絲路的地位。其主要路線是：從今甘肅臨夏起，在永清過黃河至青海民和，經(jīng)西寧逆湟水而上，越日月山，沿青海湖過伏俟城，穿過柴達(dá)木盆地進(jìn)入新疆的若羌，再轉(zhuǎn)走絲路南道。隨著河西走廊的日趨安寧，絲路又逐漸北移。青海道曾擔(dān)負(fù)了二百多年中西交往的重任。
唐代以后（公元640年），該絲路又繼續(xù)暢通。西北絲路與西方各國(guó)之間距離短、沿途所需費(fèi)用少、時(shí)間短。歷宋、元、明各朝代直至十七世紀(jì)，雖西北戰(zhàn)亂仍不斷發(fā)生，海上絲路已十分繁榮，但西方不少國(guó)家仍取此線路與中國(guó)進(jìn)行絲綢貿(mào)易。尤其在蒙元時(shí)期，西北絲路在四大汗國(guó)之一的伊爾汗國(guó)境內(nèi)通過，伊爾汗國(guó)以撒爾罕為統(tǒng)治中心，在此廣設(shè)驛站，交通更為便利。伊爾汗國(guó)西界直達(dá)地中海，再向西行便可到達(dá)羅馬，當(dāng)時(shí)稱為絲綢之路南道，這是與被稱為北道的草原之路相對(duì)而言的。
西北絲路是政府開拓的官道，作為禮物和商品的絲綢來自中原以至全國(guó)。漢武帝時(shí)，國(guó)內(nèi)的蠶織業(yè)已十分發(fā)達(dá)，在政府“農(nóng)桑衣食之本”的精神指導(dǎo)下，家家“還廬樹?！?，絲綢產(chǎn)量空前高漲，政府征收的絲綢一年內(nèi)可達(dá)五百萬匹。這些絲綢除官員自用和用于犒賞之外，還剩余了很多用來換取外國(guó)的珍寶以供玩娛。此外，官府專立“織室”織作高級(jí)絲織品，民間也有高級(jí)絲織品出售，這些絲織品同時(shí)也用于對(duì)外貿(mào)易和饋贈(zèng)親友，這些都可從相關(guān)記載與絲路沿途出土的絲織品得以印證。
中國(guó)的蠶種也是從這條絲路上傳到了西方各國(guó)。始于公元六世紀(jì)，傳到中亞細(xì)亞和外高加索各國(guó)、阿富汗、伊拉克、伊朗和土耳其，七世紀(jì)傳到阿拉伯和埃及，八世紀(jì)傳到西班牙，十三世紀(jì)傳到意大利，十五世紀(jì)傳到法國(guó)。由此可見，我國(guó)是世界蠶絲業(yè)的最早發(fā)源地。
