汉武帝在匈奴浑邪王和休屠王的故地河西走廊设立了武威和酒泉两郡，这次西征取得胜利后，武帝又从武威和酒泉两郡分出了一些地方，增设了张掖和敦煌两郡，又把防线向西推进了不少.
在这些地方发展农业生产，减轻国家西北边郡的粮食负担，此外还修建了烽燧，先从令居城（今甘肃一带），一直到玉门关，亭障前后相望，后来亭障继续向西发展，一直伸展到今天的罗布泊湖畔.
这是汉武帝在西北地区实行的重要的军事措施之一.
尽管西破楼兰与姑师，但象大宛，乌孙这样的小国，因为距汉朝遥远，还是没有把汉朝放在眼里，当然，汉武帝想要的汗血宝马也没有出现在他的眼前.
这一切的一切，都为以后战争埋下了随时可以点燃的战火！
汉使在西域各国受到越来越难以忍受的刁难，大宛国不仅将武帝所派的车令，以及其所有士兵杀死，还将汉朝所带的宝物全部夺走，不向汉朝进贡宝马，传回来的消息，汉朝使团全被屠杀，这是历史上的第一次，这让汉武帝彻底的怒了.
他派贰师将军李广利出兵，派王恢为西征军在前面带路，又派赵始为军正，李哆为校尉，作为军队的实际责任负责者.