張騫第一次出使，抵達的國家有大宛、康居、大月氏、大夏四國，還聽說了旁邊還有烏孫、身毒（印度）等五六個大國，回來一一向漢武帝作了匯報。雖然出使聯絡月氏合攻匈奴的使命落空了，卻極大地開闊了漢朝君臣的眼界和胸襟，使他們看到了西邊一個廣大的世界。

張騫向漢武帝匯報說：“大宛、大夏、安息這些西域國家都是大國，物產豐富，世代居住在西域，與中原人習俗相近，軍隊的戰斗力不強。大宛國北邊的大月氏、康居，軍隊的戰斗力則較強。他們都羨慕漢朝的物產，可以用財物籠絡，誘使他們前來漢朝朝拜，如果再以道義使他們歸附，就可以擴大漢朝的領土，招來不同風俗的人們，漢朝天子的聲威和恩德就會遍及四海。”武帝聽了非常興奮，認為張騫說得對。

張騫還談到，他在大夏時見到邛崍（今四川西部）產的的竹杖和蜀郡的布匹，打聽后得知，這些東西是大夏的商人從身毒國買來的。身毒國在大夏的東南面，有數千里遠，國民世代居住在那里，風俗與大夏國相近，天氣潮濕炎熱。身毒國民騎大象作戰，國家靠近大海。張騫推斷，大夏在長安的西南方向，距離有12，000里，身毒在大夏的東南方向數千里，因而從身毒到長安的距離不會比大夏到長安的距離遠。蜀郡在長安西南，身毒有蜀郡出品的物產，說明身毒距離蜀郡不會太遠。如果派使臣出使大夏，需要從羌人的領地穿過，羌人對漢人并不友好，有危險；如果向北走，那是匈奴的領地；如果從蜀郡出發，應該更為便捷和安全。

漢武帝對西南方的經營早有興趣，在公元前130年時，就征調巴蜀士卒開山筑路，想要打通西南，后因耗費太大而終止，張騫這次提供的信息和建議又一次激起他經略西南的決定，便命張騫去犍為郡（今四川宜賓）親自主持。元狩元年（公元前122年），張騫派出四支探索隊伍，分別從四川的成都和宜賓出發，向青海南部，西藏東部和云南境內前進，最后的目的地都是身毒。四路使者各行約一兩千里，在北邊被氐族和莋族阻攔，南邊在雟xi地、昆明遭到蠻夷阻攔，未能繼續前進，先后返回。

張騫所領導由西南探辟新路線的活動，雖然沒有取得預期的結果，但對西南的開發是有很大貢獻的。張騫派出的使者已深入到昆明西部一千余里的滇國，滇國又名滇越，因遇到戰事將士們坐在大象上作戰，又叫“乘象國”，在此之前，蜀郡的商人已經帶著貨物去滇越貿易。同時還知道住在昆明一帶的蠻夷沒有部落君長，慣于搶劫盜竊，正是由于他們的阻撓，使得漢朝的使臣不得不停止前進。另一方面，在此之前，西南各地的少數民族，對漢朝的情況幾乎都不了解。難怪漢使者會見滇王時，滇王竟然好奇地問：“漢朝同我們滇國比較，是哪一國大呢？”使者到夜郎時，夜郎侯同樣也提出了這個問題，這就成為后世“夜郎自大”典故的由來。通過漢使者的解釋和介紹，他們才了解到漢朝的強大。漢王朝從此也更注意加強同滇國、夜郎及其他部落的聯系。漢朝君臣重新估價西南夷的戰略地位，推動了漢朝西南方向的大開拓。