漢武帝勵精圖治，「疇咨海內，舉其俊茂，與之立功」，於是「群士慕向，異人並出」，形成了歷史上引人注目的群星璀璨的文化景觀，史稱「漢之得人，於茲為盛」。在漢武帝時代的英雄譜中，張騫和蘇武的姓名位於前列，誠如班固所說：「奉使則張騫、蘇武」，他們不辱使命，譜寫了全新的外交詩篇。
建元二年(前139)，張騫受命率眾100餘人，出使大月氏。當時漢武帝聽說大月氏有報復匈奴之志，於是遣使前往，希望能夠形成合力夾擊匈奴的軍事聯盟。張騫西行途中遭遇匈奴人，被長期拘禁，10年左右才得以逃脫。他繼續履行使命，西越蔥嶺，行至大宛，抵達已經定居在今烏茲別克斯坦阿姆河北岸的大月氏。然而大月氏因新居地富饒平安，無意東向與匈奴進行復仇戰爭。張騫只得東返，在歸途中又被匈奴俘獲，扣留一年多，乘匈奴內亂，方於元朔三年(前126)回到長安。張騫出行時隨從百餘人，13年後，只有兩人得以生還。他親身行歷大宛、大月氏、大夏、康居諸國，又對附近五六個大國的國情細心調查瞭解，回長安後將有關信息向漢武帝作了匯報。張騫的西域之行，以前後13年的艱難困苦為代價，使中原人得到了前所未聞的豐富的關於西域的知識，同時使漢王朝的聲威和漢文化的影響傳播到了當時中原人世界觀中的西極之地。雖然不能說在張騫之前中土與西域沒有交往，然而他作為以中原大一統王朝官方使者的身份開拓域外交通通路的第一人，對於中西交通發展的功績，確實有「鑿空」的意義。
漢武帝元朔六年(前123)，張騫跟隨大將軍衛青出擊匈奴。因為瞭解地理情勢，熟悉水草資源，他以行軍嚮導的身份，為遠征軍的勝利提供了交通方面的重要保障。加之此前有遠使絕國之功，張騫被封為博望侯。張騫又以對西域地區地理人文的熟悉，建議漢武帝聯合主要活動地域在今伊犁河流域的烏孫。漢武帝於是拜張騫為中郎將，率300人出使烏孫。張騫的副使還曾經前往大宛、康居、月氏、大夏等國。烏孫遣使送張騫歸漢，又獻馬報謝，後來終於與漢通婚，一起進軍擊破匈奴。漢軍擊破匈奴，打通河西通道之後，漢武帝元狩四年(前119)，張騫再次奉使西行，試圖招引烏孫東歸。這一目的雖然沒有實現，但是通過此行，加強了漢王朝和西域各國之間的聯繫。
由於張騫的努力，西域與漢帝國建立了正式的聯繫。此後，漢與西域的通使往來十分頻繁，民間商貿也得到發展。張騫在西域地區享有很高的威望。後來的漢使，多稱「博望侯」以取信於諸國。西域地區50國接受漢帝國的封贈，佩帶漢家印綬的侯王和官員多至376人。而康居、大月氏、安息、罽賓、烏弋等絕遠之國也有使者頻繁往來，據說一時諸國「莫不獻方奇，納愛質」(《後漢書·西域傳》)，於是「異物內流則國用饒」(《鹽鐵論·力耕》)。傳說許多西域物產，如葡萄、苜蓿、石榴、胡桃、胡麻等，都是由張騫傳入中土，這樣的說法未必完全符合史實，但是張騫對正式開通絲綢之路的首功，卻是不能磨滅的。
張騫在中亞的大夏時，曾經見到邛竹杖和蜀布，得知巴蜀有西南通往身毒的道路。「身毒」是印度的古譯名。漢武帝根據這一發現，在元狩元年(前122)派使者從巴蜀啟行，試圖由此實現和西域的交通。於是，漢王朝和當時稱作「西南夷」的西南地區滇、夜郎等部族的文化聯繫逐漸密切起來。這條道路，有人稱之為「西南絲綢之路」。
另一位可以與張騫比列的人物，即同樣以「奉使」成就盛名的蘇武，被匈奴拘禁19年，直到漢昭帝始元六年(前81)方才回到漢地。蘇武不為威脅利誘所動，甚至「引佩刀自刺」，至死不降匈奴。最艱難時，曾經以雪和氈毛充飢。他壯年出使，歸漢時「鬚髮盡白」。蘇武的典型事跡，即所謂「杖漢節牧羊，臥起操持，節旄盡落」。班固認為他是實踐孔子提出的「志士仁人，有殺身以成仁，無求生以害仁」，「使於四方，不辱君命」的原則的典範(《漢書·蘇武傳》)。在漢宣帝時，蘇武已經成為圖畫形貌於麒麟閣的11位名臣之一。
蘇武牧羊的形象，成為千百年來講究「忠」與「節」的道德教育的榜樣。蘇武在世代傳承的民間輿情中有非常高的地位。歷代多有以「蘇武牧羊」為主題的畫作傳世。據戲曲史學者研究，有關蘇武事跡的劇目，有《蘇武牧羊記》，又稱《蘇武持節北海牧羊記》，又有《蘇武和番》等。元雜劇有《持漢節蘇武還鄉》，又作《持漢節蘇武還朝》，《蘇武還朝》、《蘇武持節》、《英雄士蘇武持節》。傳奇有《白雁記》，清雜劇有《雁書記》，也記述蘇武故事。然而與蘇武同時的張騫，卻沒有能夠在古代舞台上留下高大的成功使臣的形象。
民間文化所呈現的這一情形，其實是與執政階層的政治導向有關的。我們統計漢代以後的正史記錄，「蘇武」出現的頻率遠遠超過「張騫」。看來，在中國正統意識中，所謂「張騫立功異域」(《後漢書·班超傳》)，是不如「蘇武不失其節」(《晉書·王機傳》)的;所謂「張騫懷致遠之略」(《後漢書·西域傳》)，是不如「蘇武以禿節效貞」(《後漢書·張衡傳》)的。張騫和蘇武在後世文化天平上位置的高下，反映了中國傳統文化在價值取向上微妙的傾斜。這一現象也透露出由於秦漢以來大一統王朝的成立與鞏固，國家意識得以強化，社會觀念已經出現這樣的傾向：就實現外交成功(如張騫「鑿空」)和維護國家尊嚴、表現政治忠貞(如蘇武「全節」)兩個方面來說，後者顯得更為重要，這與先秦外交天才蘇秦、張儀的時代所表現出來的情況有著明顯的不同。