曾是西汉时期西域三十六国之一，《史记》记载：“楼兰，姑师邑有城廓。”公元前77年由于楼兰王尝归勾结匈奴阻劫汉使，大将军霍光派平乐监傅介子往刺其王，立尉屠耆为王，更名其国为鄯善，王都南迁打泥城，原楼兰王都遂成为汉代戍守屯垦的重地。东汉以后楼兰之名不见于史籍记载，曹魏西晋时期在西域设置戊己校尉和西域长史。戊己校尉驻守高昌，而西域长史屯戍何处，史无明文。
20世纪初楼兰古城出土了大批木简残纸文书，经学者们的考释研究，始知西域长史设置于鄯善境内的楼兰古城。直到4世纪前凉末期楼兰才彻底废弃。
楼兰古城位于若羌县城东北220公里，在罗布泊以西、孔雀河南岸7公里处。现存的古城遗址大约是4世纪的遗址。古城呈正方形，城内东北区有雄伟的佛塔和寺院。它虽处亚洲腹地，楼兰却是碧海清波的水乡泽国，辽阔而美丽的罗布泊是它的生命之源。它是丝绸之路的枢纽，东西交通的咽喉，战略的要地，中西文化荟萃之都市。楼兰人有自己的语言和文字，先后来到楼兰的人，有汉人、匈奴人、月氏人、乌孙人、大宛人、粟特人等，但楼兰人是什么人种，还是一个悬案。约4世纪前后楼兰国消亡，人口外迁，那时已成一片废墟。
如今罗布泊滴水俱无，湖底仰天，已成为历史上的湖泊名词了。当年的楼兰驼铃终日不断，城内商贾如云，作为中国、波斯、印度、叙利亚和罗马帝国的贸易中转站扮演着中枢城市的角色。同时也是匈奴、汉及周边游牧民族经常争夺的“热点地区”。
公元前77年，大将军霍光派遣傅介子去楼兰刺杀国王。因为国王经常拦杀汉朝的使节，听命于匈奴。傅介子在宴席上对国王耳语说，我这次来带了许多珍宝请你过目，国王酒喝多了，竟跟傅介子去了侧室。一会儿，傅介子拎了国王血淋淋的人头出来对楼兰的贵族们说，你们应知汉朝的伟大，你们的新国王就要从长安来了。不久国王的弟弟、汉朝的“侍子”尉屠耆从长安出发了，带着汉朝给他颁发的印章，汉朝赐给他的宫女以及车骑浩浩荡荡往楼兰来了，同年楼兰改称鄯善。
公元73年，班超等36人出使西域，受到了鄯善国王的款待。不几日，发现匈奴的使团也来到鄯善。班超这位“投笔从戎”的英雄，以“不入虎穴，焉得虎子”的话激励部下，当夜乘大风点燃了匈奴人的营帐，击鼓呐喊，虚张声势中杀了匈奴的使臣，迫使楼兰王归顺了汉朝。5世纪东晋僧人法显西去求法路过该地区时写道：“沙河中多有恶鬼热风，遇则皆死，无一全者。上无飞鸟，下无走兽，遍望极目，欲求渡处则莫知所拟，唯以死人枯骨为标识耳。”到了唐代，“楼兰”常出现在边塞诗里，成为诗人的想象之物。李白诗云“愿将腰下剑，直为斩楼兰”，这也不过是对楼兰从前发生过的“城南旧事”的依稀追忆罢了。
令人迷惑不解的是，这样一座在汉代颇具知名度的城市竟神秘地从史书的记载中消失了。楼兰究竟发生了怎样的变故？是一场战争、一场流沙还是其它？楼兰究竟废弃于何时？古城的居民、屯田的战士都到哪里去了？回答人们的只有残垣断壁下那些不完整的木筒、破碎的陶片、丝绸、毛织品的残迹，还有那些静静的佛塔……