最早发现楼兰古城的维吾尔族向导，名叫艾尔迪克;那位白人老者，就是赫赫有名的探险家、瑞典人斯文·赫定。1900年3月27日，傍晚，塔克拉玛干沙漠。一位白人老者和几名向导、几头骆驼在缓慢地行走着。沿着古塔里木河的河道，他们想寻找行踪不定的罗布泊，在太阳落下的时候，他们终于来到了一个土岗上。这时，白人老者发现骆驼身上的水袋在漏水，所剩的水已经寥寥无几。祸不单行，向导发现他们落脚必须用的铁铲也丢失了。老者决定，所有人员立刻就地休整，向导独自返回寻找铁铲。
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其后2000余年，这一地区的历史出现断层，考古发掘和文献记载中均找不到楼兰一丝痕迹。西汉时，楼兰又出现了，是西域36国之一。张骞通西域后，楼兰成为东西方交通的要道。司马迁时代，“楼兰”一名已为汉人所知，这些记录就是依据张骞出使西域的所见所闻而来。
魏晋时期，中央政府设置西域长史一职，治所就在楼兰，楼兰也因此成为西域政治、军事、经济、文化中心。从长安出发，古丝绸之路一路西延，到达楼兰时开始分为南北两道。楼兰作为亚欧大陆心脏位置的交通枢纽城镇，在东西方文化交流中起了重要作用。
晋代之后，楼兰突然再次消失，一个曾经繁华一时的西域重镇，在此后的1500多年里再次销声匿迹。从公元前176年始见记录，至公元前77年更名为“鄯善”盛极一时，再到4世纪左右突然消失，楼兰留在文献中的历史十分短暂，也留下了许多不解之谜。