唐太宗登基不久，玄奘在长安遇到了一位来自天竺的高僧，萌发了到佛教起源地天竺去寻求真经的念头。一开始，玄奘希望获得朝廷的支持，便聚集一些志同道合的僧人一起上书，请求西游取经。朝廷考虑到当时的边境状况，“有诏不许”，其他僧人都纷纷退缩，只有玄奘打定主意并暗中着手准备，在28岁那年，迈出了远行的第一步。因此可以说，玄奘是偷偷摸摸离开长安的，唐太宗并不知晓此事，也没有传说中与之结拜，还赐与其袈裟和禅杖，并亲自为其饯行的事情发生。
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玄奘从凉州开始了曲折而艰难的万里取经之路。当地官员李大亮得到密报，说有个长安来的僧人想出关去西方，怀疑其真实用意，于是李大亮勒令玄奘立即返回长安。玄奘在当地高僧的帮助下，悄悄潜行到了玉门关外的瓜州，遇到了一个叫石槃陀的胡人，请求玄奘为他授戒，还主动提出随他同行，并安排了一匹识途老马当玄奘的坐骑。
按照唐朝律法，协助偷渡的人也会被处死。当他们两人快抵达第一座烽火台时，石槃陀担心玄奘一旦被驻军抓住会连累到自己，几次想提刀杀死玄奘。玄奘郑重承诺后，石槃陀打消了恶念，回瓜州去了。从此，西行路上只剩下玄奘与老瘦马。到了第一个烽火台，纵然玄奘轻手轻脚，还是被驻军发现了，守卫校尉王祥听闻面前这个满面灰尘的僧人竟是玄奘，大为惊讶。一番深谈过后，王祥被打动了，决定放玄奘继续西行，还为他指明了去路，告诉玄奘第四烽火台校尉是自己的亲戚，通过时只需报上自己的姓名即可。
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玄奘顺利通过了第四烽，避开了第五烽，进入了浩瀚的大沙漠。可途中又无意打翻了水囊，五天四夜没有喝一滴水，就在他奄奄一息的危急关头，老瘦马找到了珍贵的水源，带他走出了沙漠，来到西域的第一个国家伊吾国。
与伊吾相邻的高昌国王麴文泰欣喜而恭敬地迎接玄奘，并恳请他留下担任国师，玄奘以绝食表明决心。麴文泰与他结拜为兄弟，准备了大量金银、物资，派25人，随带30匹马护送。同时还修书24封信给沿途的24个国家，附上谢礼，以助玄奘顺利西行。跋涉了十万多公里，玄奘终于抵达了天竺。
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几年后，玄奘带着600多部佛经，返回阔别已久的长安。和出行时的悄无声息不同，他的事迹轰动了整个大唐，唐太宗亲自接见了他，赞扬他百折不挠的精神。