Po śmierci władcy Xiongnu w 127 p.n.e. Zhang Qiang zdołał ponownie uciec, tym razem wraz z garstką współtowarzyszy, i w 125 p.n.e. powrócił do Chin. Pomimo iż jego misja nie odniosła sukcesu, Zhang Qian otrzymał szlachectwo i liczne dary od cesarza, w zamian za przekazanie wiedzy o nieznanych krajach zachodu. Cesarza zaciekawiła zwłaszcza opowieść o Ferganie i hodowanych tam koniach i w następnych latach wysłał do tego kraju kilka nieudanych poselstw z prośbą o podarowanie mu owych koni.
Zhang Qian jako pierwszy Chińczyk zdobył wiadomości o krainach i ludach leżących na północ i zachód od gór Tienszan. Będąc wśród Yuezhi usłyszał także o położonych dalej na zachód Persji i Rzymie. Informacje te wywołały szeroki rozgłos na cesarskim dworze, zaś Wudi postanowił rozgromić Xiongnu i nawiązać kontakty handlowe z krajami zachodnimi. Cesarz wysłał przeciwko Xiongnu armię, zaś na jej czele postawił Zhang Qiana, ufając że jako człowiek który spędził wśród nich 10 lat, zna wroga i z łatwością odniesie zwycięstwo. Wyprawa zakończyła się jednak klęską i Zhang Qian został skazany na śmierć, od której uchroniły go liczne znajomości na cesarskim dworze.