司马迁在《史记》中写道：“楼兰、姑师邑有城郭，临盐泽。”还说它“出玉，多葭苇、柽柳、胡杨、白草，民随畜牧、逐水草，有驴马、多囊驼。”其实，司马迁没去过楼兰，他是根据他同时代的大使节张骞的报告写的。张骞一生三次出使西域，历尽千辛万苦，很熟悉西域各国的情况。
《史记匈奴列传》记载，大约在公元前3世纪时，楼兰人建立了国家，当时楼兰受月氏统治。公元前177年至公元前176年，匈奴打败了月氏，楼兰又为匈奴所辖。汉武帝时，张骞出使西域，开通了丝绸之路。汉代早期丝绸之路，曾有过两条路线：一条由阳关西行，经罗布泊西北岸至楼兰南下，再沿丝路南道西行；另一条经楼兰后，西行至焉耆，沿丝路北道前行。楼兰扼守南北两道之咽喉，汉使、商旅的频繁往返，都要路经楼兰。当年的楼兰，驼铃悠悠，商贾不绝，一派“七里十万家”的繁荣景象。然而到了公元330年前后，这里城郭巍然，而人烟断绝。一种被多数人认同的说法是：由于孔雀河改道，塔里木河断流，其下游的楼兰地区水源枯竭，屯田生产无法进行。没有了水源的楼兰，居民的生计也难以为继，楼兰人纷纷离开故土。公元400年，高僧法显西行取经，途经此地，他在《佛国记》中说，此地已是“上无飞鸟，下无走兽，遍及望目，唯以死人枯骨为标识耳”。楼兰——这座丝绸之路上的重镇在辉煌了近500年后，逐渐没有了人烟，在历史舞台上无声无息地消失了。根据楼兰出土的分别距今约4000年和约2000年的墓葬，考古专家向人们揭示了楼兰的历史：上溯4000年左右的一段时期，这里生活着一支以游牧为生的原始欧洲人种，他们留下几具干尸，就神秘地走了。其后的2000多年，楼兰找不到一丝留痕，史书中没有半点墨迹。晋代时期，楼兰地区出现了蒙古人。这时的楼兰演绎出农业文明，并以其在丝绸之路上的重要地理位置，传递着东西方文明。而在晋代之后的若干世纪，楼兰再次消失得无影无踪。直到100年前，人们才在塔克拉玛干沙漠的东缘，偶然看见了楼兰残破的城墙。
可见在当时楼兰是丝绸之路的周要枢纽之地。
由敦煌向西，丝绸之路在楼兰地区又分出若干条通道。在两汉时期，主要分出两条通道。一条是向西，沿塔里木盆地北缘和沿塔里木河，经库车、阿克苏，到新疆盆地西端的喀什，古代称疏勒，再经塔什库尔干翻越帕米尔高原到中亚、西亚和西南亚地区以及欧洲，称丝路北道，一路向西南，经若羌、且末、和田，向西翻越帕米尔高原到中亚、西南亚和西亚及欧洲，称丝路南道。到三国时期以后，丝绸之路分为三条通道，即多出一条从楼兰向北经吐鲁番盆地再向西北，沿天山北麓向西，经伊犁河谷地向西到中亚、西亚和欧洲地区的通道。这样，原先的北道后来被称为中道，新出现的沿天山北麓的通道被称为北道。丝绸之路南道还继续存在。另外，还有若干条次要的分支道。其中有从楼兰向北经吐鲁番盆地再向西南经焉耆盆地到塔里木盆地，与沿塔里木盆地北缘的通道相合，从阿克苏向西北经今吉尔吉斯共和国的伊塞克湖盆地向西，到中亚和西亚。另外，还有若干条不经过楼兰的通道。如从敦煌直接向西北到吐鲁番盆地，所经过的是一片瀚海戈壁，又称为大海道。从敦煌向西南，不经楼兰，有可直接到若羌的一条通道。此外，从黄河流域向北，经蒙古高原和新疆北部或经西伯利亚到欧洲，称草原丝绸之路。尽管存在这许多通道，在楼兰古城未废弃之前，通过楼兰的丝路南道、中道和北道，一直是丝绸之路的主要通道。而楼兰则是这三条通道必经之地。
在楼兰遗址出土的大量遗物，也充分表明楼兰古城地位的重要。有种类多样的丝绸织品，如锦、缎、纟罗、绮等。出土的丝绸织品，虽经近两千年，但色彩依然绚丽，图案精美，其中有的织法现在早已失传，表明早在2000多年前，我国丝绸纺织水平的高超。许多中亚商人以及欧洲商人竞相来中国从事丝绸生意。如在楼兰遗址出土了粟特人写的信件，粟特为古代中亚地区的国家，大致位于今中亚的楚河流域。再如近年在楼兰遗址西北的营盘遗址的一个古墓葬中出土了身着精美华丽丝绸服装的西方人遗体，据认为很可能是到中国来从事丝绸生意的西方富商，因暴病而死在这里。同时，在楼兰遗址还出土了不少具有古希腊文化和中亚文化特征的雕刻品和艺术品。此外，还有来自西方的其他物品，如玻璃制品等。出土的这些作为东西方交流证据的大量实物，充分表明楼兰古城的东西方经济文化交流是很繁忙的。楼兰古城的繁荣，是和当时开放的通商贸易环境密切相关的。因此，今天发展我国西部地区的经济，也应充分发挥新疆地区位于欧亚大陆中心位置这一地理区位的优越性，实施开放政策，欢迎中亚和西方人士来此从事商贸活动。
楼兰古城维持了数百年的繁荣，也与中央政府对这里实行有效的行政管理有密切关系。在楼兰遗址出土了大量汉文文书。这些文书表明，中央政府在这里进行行政管理，打击和震慑来自各方面对丝绸之路安全构成威胁的破坏势力，保护过往商旅的安全，管理过往贸易，同时在这里屯田，发展水利与农业生产，为丝绸之路贸易提供物质保障。历史表明，西部地区的开放和经贸繁荣，有效的行政管理，政治上的安定，社会的稳定，是必须的条件。