西汉时期中央王朝向西北拓展了更为宽广的疆域，河西走廊以及新疆地区第一次正式的归属中央政府管辖。在西汉初期，这一阶段西北疆域相较于秦时期有着缩小。此时汉匈双方之间在西北地区的政权边界基本以秦昭襄王长城为基准，但是在初期这一时段中也有少许变更，北地郡在汉文帝统治以前，其西北地域是以古黄河为界的，黄河以西、以北地区处于匈奴控制之下，其以东、以南地区属于西汉的统治范围，直至汉文帝时期，匈奴右贤王入居河南地，西汉与匈奴在北地郡开始以秦昭襄王长城为政权边界线。而陇西郡在西汉初期一直是以秦昭襄王长城为边界线。从此以后，秦昭襄王长城以西、以北地区属匈奴，以东、以南地区属西汉，直至汉武帝时期才收复这一地区。汉初的统治者采取了一些政策和措施来维护这片区域，如郡县制治理之策、募民实边、加强马政建设和边疆防御建设等，在一定程度上保障了西北边境的安全，为武帝时期西北疆域的拓展打下了坚实的基础。　　汉武帝时期，经过了西汉初期的休养生息以及一些准备，西汉王朝开始了对匈奴的进击，完成了对河西地区的开拓，并且采取了一些方针和政策进行治理。政治方面的策略：以郡县制治理为主，设置了河西四郡对河西地区进行治理；一套行之有效的从中央到地方的管理体制来管理边疆，并设置凉州刺史部加强对这一地区的监督；辅以安置降人的属国制度。经济方面的策略主要是实行移民屯田之策和在长城地域开设关市加强汉匈双方之间贸易往来。军事方面的策略是以军事出击和军事防御两种手段相结合的方针为主，军事出击体现在对匈奴、大宛、车师等国的几次用兵上，军事防御主要是以修筑长城和烽燧预警体系为主，还有合理的奖惩制度等。通过这一系列的手段，西汉基本上解决了匈奴的威胁，保证了河西地区的稳定，保障了河西地区的开发，使中原农业文明又向西北迈进了一大步。　　昭宣时期西汉向西北方向拓展的区域主要是西域地区。汉武帝时期就已经开始了对西域地区的开拓，张骞先后两次出使西域，加强了西汉与西域的联系。到了西汉昭宣时期，尤其是宣帝朝时，西汉统治者开始有目的的加快了对西域地区的开拓进程，改楼兰为鄯善，任命亲汉的尉屠耆为鄯善王，分姑师为车师六国，初步确立起了西汉在西域的统治，鄯善也成为西汉在西域的忠实拥护者。直至匈奴日逐王投降，宣帝任命郑吉为西域都护，西汉开始正式在西域地区设置起行政机构—西域都护府，对西域各国进行治理。通过长时期的接触和西汉对西域的治理，西域诸国对西汉王朝的政治归属和文化认同大大增强。