楼兰古国，它所具有的传奇经历如同它的名字一样神秘而悠远。从一个世纪以前它戏剧性地再现于世人面前，就吸引了不同国度、不同种族的人们前往猎奇、探险，伴随着一个个令人兴奋的考古发现，一篇篇、一部部探讨和研究楼兰历史、地理、语言、人文等学术成果的不断面世，楼兰的经历越来越清晰地得以再现，这个历史古国的神秘面纱渐渐隐去，让所有关心楼兰、关注西域历史的人们重温了这座丝路古城经历的荒蛮、文明、辉煌和落寞。
这座古城是西方的冒险家首先发现的。在19世纪中叶至20世纪初，西方冒险家将目光投向了位于亚洲中部、沉寂了一千余年的塔克拉玛干大沙漠。1900年，瑞典探险家斯文·赫定和同伴第二次来到这里探险，他们艰难地走到罗布泊北岸，准备在附近挖掘淡水，发现铲子丢了，随行的向导艾尔迪克返回去导找，半路遇到了大沙暴，令他万万没有想到的是，狂风过后，一座泥塔、房屋组成的古城奇迹般的展现在眼前。
转年，斯文·赫定带着强烈的好奇心开始了对这座古城址的挖掘和探索，希望能够从遗迹和文物中再现昔日的繁华。根据挖掘出来的字样，斯文·赫定推断这座古城原名可能是“楼兰”。上世纪50年代的时候，中国学者冯承钧也就楼兰名称的来历问题撰文，指出“楼兰”来源于这里的湖泊“罗布泊”的古名，因为在《水经注》第二卷中引用《西域记》中的提法，称“罗布泊”为“牢兰”海，“牢兰”与“楼兰”当为一个名字的不同译法。
继斯文·赫定之后，各国探险家纷至沓来，其中包括英国的斯坦因、美国人亨廷顿、日本人桔瑞超等，他们发现并带走了大量的古文物。斯坦因在1906年根据从楼兰发掘出的汉文，推算楼兰古城大约在公元3世纪至4世纪的时候就被放弃了，他还特别指出“文书上同样可以确证此遗址的地名就是中国古代史书上提到的楼兰”。
从斯坦因等人挖掘出来的木雕、浮雕、上漆家具、青铜艺术品、精美的女士绣鞋，以及在距离楼兰遗址约四英里的地方发现的古代墓葬中出土的各种随葬器皿和精美华贵、色彩艳丽的丝、毛织物，可以看出这里的物品明显带有汉代风格和中西方交住的痕迹。结合一些史书上的记载，说楼兰地处交通要道，向北可达库尔勒地区，向南可至罗布泊南面的米兰娜国，向东则直接有干线与敦煌相通。
这些实物和文献记载可以帮助我们初步确定楼兰曾经是古丝绸之路上的一个交通枢纽和商贸重镇。那时的楼兰，是罗布泊绿洲上的一个王国，伴随着汉朝统治的介入和丝绸之路的开辟，更成了南来北往商家的必经之地，楼兰地区流通着前来交易的各国的钱币，织铺、香料、琉璃等等，呈现出一派商旅云集、经济繁荣的富足景象。
按照出土的文书和我国著名史书《史记》中《西域传》的记载，可以推断大约在公元前77年，汉昭帝为了加强对楼兰的统治，派大将军杀死了楼兰的国王，立国王的弟弟为王，汉军也开始派兵在此驻扎戍边。东汉时期，楼兰国日趋强盛，吞并了一些小国，成为包括原楼兰国在内的一个大国。
东汉时期还在楼兰城内设置西域长史，并一直延续到魏晋。这一时期，西域长史对楼兰地区的居民建立各种制度，使当时的社会生活带有明显的汉族色彩。从后来发现的楼兰城外人工渠道的痕迹判断，那时的楼兰曾经也是沧海桑田，有着相当规模的农业生产，这一点可以从中国考古工作者挖掘到的木简上得到证实，那上面清楚地记录着二十多个屯田将耕种数百亩田地的详细记录，到了东晋后期，中原地区群雄争权，战乱连绵，朝廷忽视了对西域地区的统洽，楼兰也渐渐与朝廷失去了联系。