东归途中的玄奘，于唐贞观十七年（643年）5月从中印度波罗耶伽国启程，循原来的陆路返国。出北印边境迦毕试国，过今巴基斯坦境内的信度大河，翻越今阿富汗境内的大雪山（兴都库什山），再沿葱岭古道过帕米尔高原上的波谜罗川（卡拉库尔湖）到达新疆境内。至新疆于阗，停留7月。待接到太宗手谕，然后由于阗动身，过大流沙（塔克拉玛干大沙漠），沿新疆的沮末、鄯善，甘肃的敦煌、安西、武威、天水回到长安，历时1年7个月。
无遮布施大会结束后，玄奘已44岁，曲指一算，在印度已生活了15年，而距离开长安已经16年了。他再次向戒日王辞行，准备返国。戒日王、鸠摩罗王及参加无遮大会的18国国王都再三劝挽玄奘留在印度。戒日王说：“大师如能留在印度，可作为国师，与弟子一起弘扬佛法。”鸠摩罗王也劝道：“大师如能留住东印度，弟子愿为大师造100所寺院，终身供养。”玄奘不肯，他向戒日王道：“大唐离印度遐远，晚闻佛法，虽有所传，但不能委具，今来访求殊异，如愿而归，皆因本土诸贤思渴诚深所至。贫僧愿将所学所得，再传东土大唐。佛经云：‘障人法者，当代无眼。’若留玄奘在此，会使无量行人失去承法之遇，无眼之报将令人常常畏惧。”戒日王道：“弟子敬慕大师才德，只愿常能瞻奉，既然有损众人之益，实惧于怀，可任师前去。”“今大师东归意决，但不知从何道而归？如取海路，弟子当发船相送。”玄奘道：“走海路固然近便，但我来时途经高昌，国王供给路资，交情深厚，答应归国时在高昌留住时日，与王相会。承诺在前，情不可违，故只能取原路而归。”
这时北印度王乌地多军参加曲女城会和无遮布施大会后要返回北印，戒日王命他与玄奘同行。又亲笔写好国书，红泥封印，交予玄奘携带，信中请各国国王护送，派人抄写数十份，遣四名官员提前送往沿途各国，直至大唐边境。
动身那天，玄奘收拾行装，所带物品主要是戒贤赠送的经典和他在迦湿弥罗国抄写的经卷，还有那烂陀寺赠送的佛舍利。戒日王赠玄奘青象一匹，金钱数万。鸠摩罗王与18国国王也拿出珍宝相赠。玄奘一概不受。前来相送的各大寺院僧人纷纷劝玄奘留下青象。他们说：“自佛陀涅槃以来，还没有听说过印度国王将青象赠给佛门弟子的。青象是印度国宝，现在既然将国宝相赠，足见大王对高僧的器重了。”玄奘推辞不过，只好接受了青象，用于驮载经典。又留下鸠摩罗王馈赠的鹿毛披肩一件，供作防雨用具。
戒日王赠送的大象，其形体圆胖高大，高4米，长6米左右，形状似一堵高墙。象背宽平，能乘座8人，行李物品和佛经佛像都可放置上面。行走十分平稳。当北印度王乌地多军车马护送玄奘出境后，玄奘就是骑乘这头大象把经典驮运到新疆边境的。
辞别戒日王，玄奘乘着大象由波罗耶伽国启程，由北印度王乌地多军送行。
行1月余，到达北印度的毘罗那驽国都城，恰逢那烂陀寺师兄、该寺空宗大师师子光与师子月二人在此讲学，只见围观的人群正在听师子光讲经。玄奘停下来准备话别。当天直等到讲座结束，方与师子光、师子月会面。师子光见到玄奘，非常热情，迎入寺中。听说玄奘要回归大唐，路经此地，便向玄奘道：“在那寺期间，我偏执空宗，学失兼容，常有诸家经论不能贯通之憾。今大师已踏上归国之途，恐后会无期，请大师在此城留住几日，一并讲学，借此机会让我请教空有二宗会通问题。”自师子光从那烂陀寺出走之后，玄奘与他再没有见过面，一直有心遇到机会能相互沟通，尽释前嫌。当听到师子光也有此意，非常高兴，便在该城讲学两月。师子光开讲大乘要典《摄论》《俱舍》《唯识论》，玄奘讲大乘绝学《瑜伽抉择论》《对法论》，二人相聚甚欢。两月毕，辞行。
又向西北行一月余，到达北印度阇烂达罗国（今印度北境贾朗达尔），此国是北印度王乌地多军的都城所在地，乌地多军和当地寺院赠玄奘金佛像及印度花果种子等物。乌地多军因参加曲女城会、无遮布施大会，已经离开都城有五个月时间了，回到都城后便与玄奘分手。派出僧人、护卫、车马继续护送玄奘向前。
离开乌地多军都城阇烂达罗国后，途中多深山峡谷，几百里无人烟，时有盗匪，玄奘派出几名僧人在前引路，遇到盗匪，就向他们说明是远来取经的，所带的只是些经书，请他们放行。这样，在险要之地几次遇贼，都没有受到惊扰。
又北行20余日，到达北印度的旦叉始罗国，其地在今巴基斯坦拉瓦尔品第。此城西北20公里处，有一条大河名叫信度河，源出中国西藏冈底斯山东麓，经印度、巴基斯坦，注入阿拉伯海。玄奘在《大唐西域记》卷3记载：“河面宽三四里，水流清澈，流速湍急，毒龙猛兽多窟其中，有持印度奇货、名花、舍利而渡者，船辄覆没。”当时玄奘渡河所带物品有佛经、佛像、佛舍利及北印度王乌地多军赠送的印度奇花异果种子。船行至中流，忽遇风浪大作，船身不稳，看守经像之人不慎坠入水中，同船人奋力抢救，幸免于难，可是慌乱中，有50夹（盒）经本和花果种子失落河中，玄奘共带回经本520夹，失落信度大河中的约占十分之一。
渡过河便是乌铎迦汉荼城，今址在巴基斯坦阿托克城之北。此城有一重要渡口，是中亚、波斯、巴基斯坦及附近迦毕试、健陀罗诸国入中印度的必经之地。相传亚历山大远征军班师回朝从这里渡过。玄奘由北印进入中印度时也从这里通过。此时迦毕试国王正在乌铎迦汉荼城，玄奘过河后，遇见迦毕试国王，言及渡河失经之事，迦毕试王问道：“莫不是船上带有印度花果种子？”玄奘答曰：“有。”迦毕试王说：“鼓浪倾船，事由于此。这信度河两岸，自古以来商业繁荣，宝货充盈，诸方珍奇异宝皆汇集于此，但欲将这里的奇珍异宝渡河带走者，多出事端。”
迦毕试王将玄奘迎入乌铎迦汉荼城，安排在一大寺庙中歇息。玄奘仔细检查经典，失落的经本乃是《迦叶臂耶部三藏》，便派人去附近的乌杖那国搜求抄补。
乌杖那国在今印度河上游的及斯瓦特地区，玄奘到印度之前，即公元6世纪上半叶，我国僧人宋云和惠生到过此地。该国特产丰富，城市繁华，人口众多，当时宋云把它比拟为中国的临淄与咸阳。他向国王介绍了中国的文化，引起了国王对中国的仰慕与向往，国王表示：“我当命终，愿生彼国。”玄奘时，该国崇尚佛法，僧徒喜诵经文，皆修禅定。该国对法密部、化地部、说一切有部、饮光部、大众部等几乎绝迹的珍贵经本都有收藏。玄奘派人在此国抄回不少经卷，但信度河失落的《迦叶臂耶部经》没有找到。
在派人抄补经典之际，迦湿弥罗国王听到玄奘渡河失经的消息，前来乌铎迦汉荼城慰问。玄奘自“龙池抄经”之后，再没有见过迦湿弥罗国王，二人相逢彼此都十分高兴。玄奘对迦湿弥罗国王的问候和以往的支持，深表谢意，并就此话别，在乌城玄奘与迦毕试国王、迦湿弥罗国王共停留50余日。
离开乌城后，玄奘与迦毕试王同行。至滥波国，国王率众僧出城迎接。至迦毕试国，迦毕试王也举行了75天无遮布施大会，玄奘应邀参观。会后，玄奘出北印边境，与迦毕试王分手。再往前走就是今阿富汗、巴基斯坦境内的雪山葱岭。