据《汉书》记载，大宛国贰师城附近有一座高山，山上生有野马，奔跃如飞，无法捕捉。大宛国人春天晚上把五色母马放在山下。野马与母马交配后，生下来的就是汗血宝马。汗血宝马肩上出汗时殷红如血，肋如插翅，日行千里。汉初白登之战时，汉高祖刘邦率30万大军被匈奴骑兵所困，凶悍勇猛的匈奴骑兵给汉高祖留下了极深的印象，而当时，汗血宝马正是匈奴骑兵的重要坐骑。
汉武帝元鼎四年（前113年）秋，有个名叫“暴利长”的敦煌囚徒，在当地捕得一匹汗血宝马献给汉武帝。汉武帝得到此马后，欣喜若狂，称其为“天马”，并作歌咏之，歌曰：“太一贡兮天马下，沾赤汗兮沫流赭。骋容与兮万里，今安匹兮龙为友。”
关于这神奇的汗血宝马，还有一个感人的传说：很久以前，在茫茫西域大漠中，一个骑士和他的宝马被困在了这不见人烟的瀚海之中。由于水早就断绝了，骑士的嘴唇早已经干裂得像枯树皮，他快走不动了。而那匹骑士心爱的宝马也是强弩之末，已经没有往日驰骋疆场、睥睨群雄的霸气了。骑士放眼望去，大海一样宽广的沙漠似乎没有尽头，而水源却依然没有找到。旅人回头看了看那匹忠实的爱马，心在痛苦地挣扎着。突然，他拿出了一把匕首，然后久久地凝望着宝马。宝马似乎明白了主人的心思，眼中全是哀痛，滴下了泪水。但它没有反抗，也没有逃跑，更没有惊恐，只是伸出它干燥的舌头舔了舔主人的手背。它愿意为了主人而牺牲自己。然而，匕首重重地落下，然后再迅速地抽出，紧接着一道红色的血液从血管里迸出时，宝马呆住了，因为，那鲜血是从骑士的手臂中流出来的。骑士，将手臂送到宝马嘴边，“喝口吧，伙计！”宝马舔了舔主人的手腕，然后仰头一阵悲嘶，接着驮起骑士飞奔而去……终于，他们找到了绿洲，脱离了危险。后来，骑士发现，每当这匹宝马在急速奔跑时，身上就会渗出一片血色的汗珠。从此，这匹马的后代在狂奔之后，都会在肩胛部位流出血色汗水。
这就是汗血宝马由来的传说。当然，这只是一种民间的传说，其真实性还是很值得商榷的，但是这个传说却反映出了人们对人与马之前情感的认同、尊重，也反映出了人们对汗血宝马的喜爱。
汉武帝对汗血宝马的喜爱或许会超过每一个常人，他不是想要一匹或是几匹汗血宝马，而是想要成千上万的汗血宝马。他知道，仅凭借现在的一匹汗血宝马不能改变国内马的品质，为夺取大量“汗血马”，中国西汉政权与当时西域的大宛国发生过两次血腥战争。
最初，汉武帝派百余人，带着一具用纯金制作的马前去大宛国，希望以重礼换回大宛马的种马。使团来到大宛国首府贰师城（今土库曼斯坦阿斯哈巴特城）后，大宛国王也许是爱马心切，也许是从军事方面考虑（因为在西域用兵以骑兵为主，而良马是骑兵战斗力的重要组成部分）不肯以大宛马换汉朝的金马。汉使归国途中金马在大宛国境内被劫，汉使被杀害。汉武帝大怒，遂作出武力夺取汗血宝马的决定。
公元前109年，汉武帝刘彻任命李广利为贰师将军，领6000羽林军，发各郡国囚徒恶少年共2万人开始了远征大宛的战争，由于出发前正值秋收，关东发生罕见的大蝗灾。集结到敦煌的大军没有充足的给养就踏上了征程。至于军粮，就沿途向西域各国筹集。有拒绝交粮的，一律视为大宛盟国，破其城，灭其族。李广利率兵到达大宛边界的时候，已经是初冬时节。由于水土不服，粮食缺乏，一路跋涉大漠荒滩，饿死、病死、被沙漠吞没的不计其数，2万大军损失了一大半，马匹也伤亡殆尽。第一次围困大宛并没有取得预想的效果。在大宛军队的反击下，汉军往东方溃败，大宛骑兵一路追杀，汉军尸横遍野。最后只余李广利等几百人逃回了敦煌。
汉武帝闻报后，大怒，他派出使者把守在玉门关，传令道：“军队有敢进入关的，斩首。”李广利闻令恐惧，不敢入玉门关，只得驻扎在敦煌。汉武帝令桑弘羊负责军需，调集20万军队出征西域，同时，调用10万匹军马，10万头牛和骆驼运输物资，还有50万只羊作为随军的肉食运往敦煌。这次出征吸取了上次的教训，未走前次经楼兰的老路，而是绕道盐泽以北，抵达了轮台国。并将拒不供给军需的轮台国屠城，城内能够被带走的粮食细软，全为汉军所得，其余房屋财产被付之一炬。轮台从历史上消失了。
轮台被汉军夷平的消息在西域国家中不胫而走，沿途各个国家无不恐惧。对汉军需要的粮食和饮水，更是主动供给。在汉朝军队的威逼下，大宛的王公贵族们首先坚持不住，他们秘密派人联络李广利，表示愿意献出天马。李广利则明确要求：天马不仅要献出来，大宛国王和郁成国王也必须被处死。第二天，这两人就被叛变的大臣们绑缚到了汉营。汉军在大宛城下将两位国王斩首，向大宛索取了粮食，立亲近汉朝的昧蔡为大宛新国王，然后带上挑选出来的几千匹大宛马，踏上返乡的路途。但是，经过长途跋涉，到达玉门关时仅剩汗血马1000多匹。
这次战争使得汉朝的威望达到了新的制高点。西域诸国几十年中不敢妄动。后来班超出使西域，仅带几个人、几匹马就能降伏一个国家，甚至汉朝的使节可以随时废立其国君，调发几国军队攻打敌对国，没有一个国家敢不遵从。
汗血马从汉朝进入我国一直到元朝，曾兴盛上千年，但是到最后还是消失了。不过事隔几千年后，在中国百姓视野中消失了千年的“汗血宝马”，却成为了与古代大宛所在国乌兹别克斯坦不远的另一个中亚国家土库曼斯坦与中国友谊的见证，或许，这才是汗血宝马真正的可贵之处。
诗仙李白就曾写过一首《天马歌》，从中我们可以深切地感受到“汗血宝马”的神韵和风采：
天马来出月支窟，背为虎文龙翼骨。嘶青云，振绿发，兰筋权奇走灭没。腾昆仑，历西极，四足无一蹶。鸡鸣刷燕晡秣越，神行电迈蹑慌惚。天马呼，飞龙趋，目明长庚臆双凫。尾如流星首渴乌，口喷红光汗沟朱。曾陪时龙蹑天衢，羁金络月照皇都。逸气棱棱凌九区，白璧如山谁敢沽。回头笑紫燕，但觉尔辈愚。天马奔，恋君轩，駷跃惊矫浮云翻。万里足踯躅，遥瞻阊阖门。不逢寒风子，谁采逸景孙。白云在青天，丘陵远崔嵬。盐车上峻坂，倒行逆施畏日晚。伯乐翦拂中道遗，少尽其力老弃之。愿逢田子方，恻然为我悲。虽有玉山禾，不能疗苦饥。严霜五月凋桂枝，伏枥衔冤摧两眉。请君赎献穆天子，犹堪弄影舞瑶池。
