С этого момента внешняя политика У-ди на северо-западе была направлена на завоевание чужеземных территорий, покорение соседних народов, захват военнопленных, расширение внешних рынков и господство на международных торговых путях.
Еще в 138 г. до н. э., руководствуясь испытанным методом древнекитайской дипломатии — «руками варваров покорять варваров», — У-ди отправил дипломата и стратега Чжан Цяня для заключения военного союза с враждебными сюнну племенами юэчжи, которые под натиском сюнну откочевали из Ганьсу куда-то на запад. По дороге Чжан Цянь попал в плен к сюнну, после десятилетнего пребывания у них он бежал и продолжил свою миссию. Юэчжи находились тогда уже в Средней Азии, покорили Бактрию. Чжан Цянь не склонил их к войне с сюнну. Однако во время своего путешествия он побывал в Давани (Фергана), Канцзюе (или Канпое — очевидно, среднее и нижнее течение Сырдарьи и примыкающие районы Среднеазиатского Междуречья), прожил около года в Дася (Бактрия). От местных торговцев Чжан Цянь узнал о Шэньду (Индия) и далеких западных странах, в том числе об Аньси (Парфия), а также о том, что этим странам известно о Китае как о «стране шелка», которым чужеземные купцы охотно торговали. По возвращении в Чанъань Чжан Цянь описал все это в своем докладе У-ди.
Сведения Чжан Цяня чрезвычайно расширили географический кругозор древних китайцев: им стало известно о многих странах к западу от империи Хань, их богатствах и заинтересованности в торговле с Китаем. С этого времени первостепенное значение во внешней политике императорского двора стали придавать захвату торговых путей между империей и этими странами, установлению с ними регулярных связей. В целях осуществления этих планов было изменено направление походов на сюнну, основным центром нападения на них стала Ганьсу, так как здесь пролегала торговая дорога на запад — знаменитый Великий Шелковый путь. Хо Цюйбин в 121 г. до н. э. вытеснил сюнну с пастбищных земель Ганьсу и отрезал от союзных с ними цянов — племен Тибетского нагорья, открыв для Ханьской империи возможность экспансии в Восточный Туркестан. На территории Ганьсу вплоть до Дуньхуана была построена мощная линия укреплений и основаны военные и гражданские поселения. Ганьсу стала плацдармом для дальнейшей борьбы за овладение Великим Шелковым путем, караваны по которому потянулись из Чанъани сразу же после закрепления позиций империи в Ганьсу.
Чтобы обезопасить путь караванам, Ханьская империя использовала дипломатические и военные средства для распространения своего влияния на оазисные города-государства Восточного Туркестана, располагавшиеся вдоль Великого Шелкового пути. В 115 г. до н. э. было отправлено к усуням посольство во главе с Чжан Цянем. Оно сыграло большую роль в развитии торговых и дипломатических связей ханьского Китая с Центральной и Средней Азией. Во время своего пребывания у усуней Чжан Цянь отправил в Давань, Канцзюй, к юэчжам и в Дася, Аньси, Шэньду и другие страны посланцев, которые явились первыми представителями древнего Китая в этих странах. В течение 115–111 гг. до н. э. были установлены торговые связи между Ханьской империей и Бактрией.
Великий Шелковый путь из ханьской столицы Чанъани шел на северо-запад по территории Ганьсу до Дуньхуана, где он разветвлялся на две основные дороги (севернее и южнее оз. Лобнор), ведущие в Кашгар. Из Кашгара торговые караваны следовали в Фергану и Бактрию, а оттуда в Индию и Парфию и далее к Средиземноморью. Из Китая караваны везли железо, считавшееся «лучшим в мире» (Плиний Старший), никель, золото, серебро, лаковые изделия, зеркала и другие предметы ремесла, но, прежде всего, шелковые ткани и шелк-сырец (сы — с этим наименованием, видимо, связывалось название Китая в античном мире, где он был известен как страна «синов» или «серов»).
В Китай доставляли редких зверей и птиц, растения, ценные сорта древесины, меха, лекарства, пряности, благовония и косметику, цветное стекло и ювелирные изделия, полудрагоценные и драгоценные камни и другие предметы роскоши, а также рабов (музыкантов, танцоров) и т. п. Особо следует отметить заимствованные в это время Китаем из Средней Азии виноград, фасоль, люцерну, шафран, некоторые бахчевые культуры, гранатовое и ореховое дерево.
При У-ди Ханьская империя установила связи со многими государствами на территории Индии, Ирана и расположенными далее на запад странами вплоть до Средиземноморья (идентифицировать некоторые упоминаемые в китайских источниках географические названия окончательно не удалось). Согласно сообщениям Сыма Цяня, в эти страны ежегодно отправлялось более десяти посольств, которые сопровождали большие торговые караваны; из близких стран послы возвращались через несколько лет, а из далеких — иногда через десять лет. Известно о прибытии к ханьскому двору посольств из ряда западных стран, в том числе дважды из Парфии. Одно из них поднесло китайскому двору яйца больших птиц (страусов) и искусных фокусников из Лисянь (очевидно, из Александрии в Египте).
Великий Шелковый путь играл огромную роль в развитии дипломатических, экономических и культурных связей между Дальним Востоком и странами Среднего и Ближнего Востока, а также Средиземноморья. Однако все, что доставлялось в Чанъань по Великому Шелковому пути, ханьский император и его окружение рассматривали как дань «варваров», прибытие чужеземных посольств с обычными для той эпохи подношениями воспринимались не иначе, как выражение покорности империи Хань. Воинственный император (перевод храмового имени У-ди) был обуреваем глобальным замыслом «расширить пределы империи на десять тысяч ли и распространить власть Сына Неба (т. е. ханьского императора) во всем мире (букв. „до четырех морей“)».
Реформированное конфуцианство, признанное государственной религией, провозгласило доктрину абсолютного превосходства «Срединного государства» (т. е. империи Хань) — центра вселенной — над окружающим миром «внешних варваров», неподчинение которых Сыну Неба рассматривалось как преступление. Походы Сына Неба, как мироустроителя вселенной, объявлялись «карательными», внешнеполитические контакты относились к уголовному праву. К «поднесению дани» государства Западного Края (как называли Восточный Туркестан) принуждались подарками ханьского двора и военной силой ханьских гарнизонов, расквартированных в крепостях бассейна р. Тарим. Города Западного Края зачастую отказывались от «даров Сына Неба», трезво расценивая их как попытку грубого вмешательства в свои внутренние дела, скрытое намерение лишить их выгод от транзитной торговли, естественно сложившейся на трассе Великого Шелкового пути.
С особым рвением ханьские послы действовали в Фергане, державшей ключевые позиции на важном участке Шелкового пути и владевшей «небесными конями» — статными лошадьми западной породы, представлявшими исключительную важность для тяжеловооруженной конницы У-ди. Даваньцы упорно сопротивлялись домогательствам ханьского двора, «прятали коней и отказывались отдавать их ханьским послам» (Сыма Цянь). В 104 г. в далекий «карательный поход» на г. Эрши (столица Ферганы) выступила огромная армия полководца Ли Гуанли, которому заранее был пожалован титул «Эршиского Победителя». Поход длился два года, но окончился полным провалом. В 102 г. У-ди предпринял новый грандиозный поход в Фергану. На сей раз удалось получить «небесных коней», но покорить Давань империи оказалось не под силу.
Походы в Фергану, стоившие империи крайнего напряжения, закончились, по оценке самого У-ди, полным провалом планов ханьской агрессии на Западе. Политическое доминирование ханьского Китая в Восточном Туркестане оказалось нестабильным, носило кратковременный и очень ограниченный характер. Наиболее беспристрастные представители официальной историографии вообще подвергали сомнению необходимость для империи Хань экспансии в Центральную и Среднюю Азию, отмечая ее отрицательные последствия как для этих стран, так и в особенности для Китая. «Династия Хань устремилась в далекий Западный Край и тем самым довела до истощения империю», — писал автор одной из раннесредневековых историй Китая.
Одновременно с активной внешней политикой на северо-западе У-ди предпринял широкую экспансию в южном и северо-восточном направлениях. Юэские государства в Южном Китае и Северном Вьетнаме издавна привлекали древнекитайских торговцев и ремесленников как рынки сбыта товаров и места добычи медных и оловянных руд, драгоценных металлов, жемчуга, приобретения экзотических животных и растений, а также рабов.
Завоеванные при Цинь Шихуанди юэские земли после падения династии Цинь отпали от империи, но торговые связи с ними сохранились.
Древнекитайские источники фиксируют существование во II в. до н. э. трех независимых юэских государств: Наньюэ (в бассейне среднего и нижнего течения р. Сицзян и Северном Вьетнаме), Дунъюэ (на территории провинции Чжэцзян) и Миньюэ (в провинции Фуцзянь). В самом крупном из них — Наньюэ (Намвьет) — захватил власть бывший циньский наместник Чжао То. Он и основал местную вьетскую династию Чиеу, провозгласив себя императором, равнодержавным Ханям. В 196 г. до н. э. между Хань и Наньюэ был заключен договор, по которому Лю Бан признавал Чжао То законным правителем Наньюэ. Но вскоре Чжао То в ответ на запрет императрицы Люйхоу вывозить в Наньюэ железо, скот и другие товары разорвал дипломатические отношения с империей. Обе страны оказались в состоянии войны, однако вести ее у империи не было сил.
С первых же лет своего воцарения У-ди делал ставку на захват южных государств. В 138 г. до н. э., вмешавшись в междоусобную борьбу вьетских государств, Хани покорили Дунюэ, после чего У-ди приступил к подготовке большой войны против Наньюэ.
Активизации внешней политики У-ди на юго-западе способствовало и возвращение в 125 г. до н. э. Чжан Цяня из его поездки к юэчжи, во время которой он узнал о торговом пути на юго-западе Китая, по которому товары из Шу (Сычуань) доставлялись в Индию и Бактрию. Однако посланные в 122 г. до н. э. для отыскания этого пути ханьские экспедиции были задержаны племенами на юго-западе Китая. «Открыть» для империи путь в Индию, проходящий через Бирму, не удалось. Позже У-ди получил возможность установить связи с Индией по морю, но это произошло уже после захвата Наньюэ.