出使西域
傅介子是北地人，因为参军而被提升为官。原先龟兹、楼兰都曾杀过汉朝的使者。到元凤年间，傅介子以骏马监的身份请求出使大宛，拿着汉昭帝的诏书去谴责楼兰、龟兹国。
傅介子到了楼兰，责备楼兰王怂恿匈奴截杀汉朝使者时说：“大部队就要到了，您如果不怂恿匈奴，匈奴使者经过这里到各国，为什么不报告？”楼兰王表示服罪，说：“匈奴使者刚刚过去，应当是到乌孙，中途经过龟兹。”傅介子到了龟兹，又责备龟兹王，龟兹王也表示服罪。傅介子从大宛回到龟兹，龟兹人说：“匈奴使者从乌孙回来，正在这里。”傅介子乘机率领所带的汉军一起斩杀了匈奴使者。傅介子回到京城把情况上奏，汉昭帝下诏任命他为中郎，升为平乐监。
傅介子对大将军霍光说：“楼兰、龟兹国多次反覆无常却没有受到谴责，不能用来惩戒他国。我经过龟兹时，他们的王离人很近，容易得手，我愿前去刺杀他，以此树立威信告示各国。”霍光说：“龟兹国路远，暂且去楼兰试验此法。”于是就上奏汉昭帝派遣他前去。
斩杀楼兰王
傅介子和士兵一同带着金银钱币，声称把这些东西赏赐给外国。他们到了楼兰，楼兰王看起来不愿亲近傅介子，傅介子假装离开，到达楼兰的西部边界后，傅介子指使翻译对楼兰王说：“汉朝使者带有黄金锦绣巡回赐给各国，大王如果不来受赐，我就要离开到西面的国家去了。”当即拿出金币给翻译看。翻译回来把情况报告给楼兰王，楼兰王贪图汉朝财物，就来会见使者。傅介子和他坐在一起饮酒，并拿出财物给他看。
饮酒后都醉了，傅介子就对楼兰王说：“天子派我来私下报告大王一些事情。”楼兰王起身随同傅介子进入帐幕中，两人单独谈话，两个壮士从后面刺杀楼兰王，刀刃在胸前相交，楼兰王立即死掉了。他的贵族及左右官员都各自逃走。傅介子告谕他们说“楼兰王有罪于汉朝，天子派我来诛杀他，应改立以前留在汉朝为人质的太子为王。汉军刚到，你们不要轻举妄动，一有所动，就把你们的国家消灭了！”
尔后就带着楼兰王的首级回京交旨，公卿、将军等议论都称赞他的功劳。汉昭帝于是下诏令说：“楼兰王安归曾充当匈奴的间谍，暗中侦探汉朝使者，派兵杀戮抢掠卫司马安乐、光禄大夫忠、期门郎遂成等三人，以及安息、大宛的使者，偷走漠使节印以及安息、大宛的贡品，极端违背天理。平乐监傅介子拿着符节出使，诛杀了楼兰王安归，把他的头悬挂在北面的城楼上，以正直之道回报有怨恨的人，没有劳师动众。封傅介子为义阳侯，赐给食邑七百户。士兵中刺杀楼兰王的都补官为侍郎。”
去世
傅介子去世后，他的儿子傅敞有罪不能继承爵位，封国被废除。元始年中，重续功臣的后代，又封傅介子的曾孙傅长为义阳侯，王莽失败后，才断绝。