地理、物产、人口、兵力、风俗，一一默记于心：
“大宛多善马，马汗血，其先天马子也。有城郭屋室，其属邑大小七十余城，众可数十万”
“康居与大月氏同俗。控弦者八九万人”
“大月氏随畜移徙，与匈奴同俗。控弦者可一二十万”
“大夏民多，可百余万。其都曰蓝市城(今阿富汗巴尔赫)。有市贩贾诸物。其东南有身毒国(印度)”
他甚至听闻了安息(波斯)、条枝(塞琉古或阿拉伯)、黎轩(罗马帝国东部)等更远国度的模糊信息。他的脑海中，逐渐勾勒出一幅前所未闻的、广阔而复杂的“西域”乃至“西极”图景。
一年后，张骞决定东返。为避开匈奴，他改走南道，沿昆仑山北麓，经莎车、于阗、鄯善，欲从羌人地区归汉。不料再次被匈奴捕获。又羁留年余，乘匈奴内乱，方与堂邑父携匈奴妻子逃归。
当张骞手持几乎秃尽的旌节，衣衫破烂地回到长安时，距离他出发已过去十三年。出发时百余人，归来仅二人。
朝堂之上，汉武帝并未因未达成结盟而责怪张骞，反因其不屈的意志和带回的宝贵信息而大为赞赏，封其为太中大夫。
张骞详细汇报了西域诸国的方位、距离、人口、兵力、物产、风俗，以及更远国度的传闻。他带回的不仅是信息，还有苜蓿、葡萄种子，以及关于“天马”(汗血马)的传说。他亲手绘制(或口述指导绘制)了最初的西域路线草图。
“陛下，”张骞沉声道，“臣所经及传闻，大宛、大夏、安息之属，皆大国，多奇物，土著，颇与中国同业，而兵弱，贵汉财物。其北则大月氏、康居之属，兵强，可以赂遗设利朝也。诚得而以义属之，则广地万里，重九译，致殊俗，威德遍于四海。”
他的汇报，如一道强光，照亮了汉帝国西方的未知疆域。汉武帝的雄心被点燃，一个比单纯军事联盟更宏大的战略构想形成：打通西域，联络诸国，断匈奴右臂，扬汉威德，获取珍物，拓展疆域与认知。
于是，“丝绸之路”的宏大史诗，由此肇端。张骞的“凿空”之功，不仅在于他首次以官方使节身份深入西域、带回了关键地缘情报，更在于他以非凡的毅力、观察力和记忆力，系统性地为中原王朝打开了一扇通往广阔世界的认知之窗，极大地拓展了“天下”的范畴，为后续的经济文化交流、疆域拓展和国家战略奠定了基础。
从张骞羁留匈奴十年不忘使命、穿越死亡