汉朝是汗血马最重要的发现时期，也跟张骞通西域有关。史料记载，张骞通西域以后，回报说乌孙和大宛国有一种汗血宝马，是天马后裔。

天马本来生活在高山之上，人类根本捉不到。当地人就把母马送过去与之交配，然后生下有天马血统的小马驹，外号天马子。这些天马子天生神骏，而且一跑起来浑身流的汗如血色一般。

这种马很少见，因之也被视为最尊贵的马。

汉武帝听说汗血宝马以后，派人攻打大宛。大宛王打不过，为了表示臣服，每年向中原进贡两匹汗血宝马。汉武帝把乌孙马称为西极马，把大宛马称为天马，并为此特意作了一首《西极天马歌》：“天马来兮从西极，经万里兮归有德。

承灵威兮降外国，涉流沙兮四夷服。”可见，对汗血马的爱得有多深。

每年两匹汗血宝马，汉武帝当然不满足，还派人大量引进西域种马，改良中原马的品种。作家马伯庸说：“所以咱们现在看那时候的出土文物上，秦与西汉初年的马个头矮，四肢短，脖子粗，不是领导就是伙夫。”

不过，从汉武帝开始，马的形象开始优美起来，高头曲颈，宽胸壮腹，四腿修长。

1969年在甘肃武威雷台东汉墓出土了一批青铜马，其中最有名的一件叫“马踏飞燕”。这个铜马的形象，就是典型的大宛血统。