581年，杨坚取代北周，建立了大隋王朝，并于开皇九年( 589 年)平陈，完成了再造统一的伟业，也为丝绸之路的再次繁荣奠定了基础。隋炀帝时，黄门侍郎裴矩往来于敦煌、张掖之间，通过西域商胡，联络各国首领。隋炀帝大业十三年(617年)，全国鼎沸，一个地方军官李轨在武威起兵，自称凉王，控制了河西地区。
李唐王朝在长安立足之后，利用粟特胡人安氏的势力，平灭李轨政权，把河西纳入自己的版图。不过，唐初的敦煌局势并不稳定，几经变乱，直到唐高祖武德六年(623年)，局势才最终稳定下来。贞观七年(633 年)，敦煌正式定名为沙州。
从玄奘《大唐西域记》的记载可以看到，武德末、贞观初，河西地区州县萧条，百姓凋敝，帑藏空虚。敦煌以西、以北地区都是突厥汗国的势力范围，而以南则是吐谷浑的地盘。
当时，唐王朝特意关闭了西北关津，“禁约百姓，不许出蕃”，贞观元年(627年)西行求法的玄奘(602—664 年)就是偷渡出去的。
在途中经兰州到凉州(姑藏)，继昼伏夜行，至瓜州，再经玉门关，越过五烽，渡流沙，备尝艰苦，抵达伊吾(哈密)，至高昌国(今新疆吐鲁番县境)。
高昌，即今天的吐鲁番，它是丝绸之路上除敦煌之外，另一颗最为耀眼的明珠。隋末以来，从西域到内地的使者、商人主要还是通过经由高昌的中道。
隋与唐初的高昌王国是一个由汉人麴(qū)氏建立的政权，其都城是高昌城，其遗址位于今天吐鲁番市东南四十公里的三堡乡境内，面积 2.2 平方公里，分为外城、内城和宫城三部分。在它的西北，则是著名的交河城，这个名字经常出现在李白、岑参等人的边塞诗中，直到今天，它仍是我国保存最完整的古城遗址。
与敦煌一样，高昌国也是一个佛国圣地。通过对吐鲁番出土文书的研究，学者们发现，在面积并不算大的吐鲁番盆地，当时仅以姓氏命名的家寺，就有四十多座。高昌佛教的兴盛，对于唐初西行求法的玄奘来说，尤其意义非凡。
当麴文泰得知玄奘来到伊吾的消息后，立即派人前往迎接，对他优崇备至，甚至与他结拜为弟兄。当玄奘从高昌继续西行时，麴文泰为他置办了丰厚的行装，又给高昌以西诸国写下了二十四封书信，并附上礼物，还向西域的霸主西突厥的叶护可汗献上厚礼，请他们为玄奘提供方便。
二人约定，等玄奘取经归来，要到高昌国住三年，接受国王与信众的供养。只是当玄奘从印度载誉归来时，高昌国已经不复存在了。
虽然在政治、文化等方面都极力模仿和学习中原制度，但由于势力单薄，高昌国不得不臣服于先后控制西域地区的柔然、高车、突厥等北方游牧民族。
当大唐王朝于贞观四年(630 年)二月一举击溃东突厥汗国，原属东突厥的伊吾随即称臣内附时，高昌王麴文泰感受到前所未有的威胁。于是，他与西突厥连兵，东攻伊吾，企图封堵这个唐朝进入西域的门户，又多次劫掠西域各国前往唐朝进贡的使者。这就给了唐太宗一个很好的出兵借口。
贞观十三年(639 年)十二月，唐太宗派吏部尚书侯君集为交河道行军大总管，率领牛进达、姜行本等将领出征高昌。这次行军非常顺利，到第二年(640 年)八月，刚刚接替病死的麴文泰担任高昌王的麴智盛就开城投降了。
唐朝在高昌设立西州，在天山北面的北庭(今新疆吉木萨尔北)设庭州，又在西州交河县置安西都护府，以控制西域。这是唐王朝进军西域的关键一步。
参加平灭高昌的唐军大将姜行本曾在天山立了一块纪功碑，即《大唐左屯卫将军姜行本纪功碑》，它记载了唐军这次平灭高昌的壮举。
此后不久，玄奘在印度地区载誉归来，而西域也已经纳入唐朝控制范围，这时候回来的道路自然畅通无阻。贞观十九年(645 年)玄奘回到长安。
应唐太宗的要求，玄奘写下了《大唐西域记》(玄奘口述，弟子辩机编成)一书，于贞观二十年(646 年)七月进呈于太宗皇帝。此书是玄奘西行求法路上的见闻，记载了东起我国新疆，西尽伊朗，南到印度半岛南端，北到吉尔吉斯斯坦，东北到孟加拉国这一广阔地区的历史地理、风土人情，科学地概括了印度次大陆的地理概况、气候、湖泊、地形、土壤、林木、动物等。
由于世界上流传至今的反映该地区中世纪状况的古文献极少，本书遂成为这一地区最为全面、系统而又综合的地理记述，是研究中世纪印度、尼泊尔、巴基斯坦、斯里兰卡、孟加拉国、阿富汗、乌兹别克、吉尔吉斯及我国新疆的最重要的历史地理文献。
在人类文化交流史上，玄奘无疑是一座难以逾越的高峰。今天，玄奘已经成为中印两个文明之间友好的化身。一位印度历史学家曾说：“如果没有玄奘，重建印度史几乎是不可能的。”