漢代至拓跋魏中葉居於天山北麓伊黎河上遊、伊塞克湖畔及納林河流域的遊牧部族。它的族屬有突厥族、亞利安族諸說，尚無定論。
建元三年（前139），張騫應漢武帝劉徹之募出使月氏，打算約它夾擊匈奴，但未得要領而歸。元狩四年（前119），漢軍擊走匈奴於漠北，張騫向武帝言及留匈奴時說，聞烏孫本居祁連，敦煌間，與月氏為鄰。月氏攻奪烏孫地，殺其王難兜靡，烏孫王族逃屬匈奴；其後月氏為匈奴所破，西擊塞人，塞人南遷，月氏居其地（今伊黎河流域）。。烏孫首領（昆莫）既壯，請單於助報舊怨，西向攻破月氏，月氏西走，烏孫遂占有其地，然常懷念故地；因而建議武帝厚賂烏孫，招以東歸，並遣公主為夫人，使之助漢，以斷匈奴右臂。武帝采納此議，令張騫再使西域，抵達烏孫都城赤谷城（今地不明，一說在今新疆阿克蘇城北鹽山附近，一說在納林河上遊之Narynkol，一說在伊塞克湖南岸之Dzhety Oghuz附近），當時烏孫有戶十二萬，民六十三萬。然而烏孫諸大臣不欲東遷，昆莫獵驕靡又年老不能自主，僅遣使數十人隨張騫入漢答謝，意亦在窺探漢廷的虛實。
匈奴知烏孫遣使赴漢報聘，便興師問罪，烏孫為得漢援助，再遣使獻馬，並願得漢公主。武帝於元封年間以江都王劉建女細君為公主嫁昆莫，饋贈甚豐，昆莫以細君為右夫人，同時迎娶匈奴女為左夫人。江都公主別居一宮，不經常與昆莫相會，且因語言不通，憂傷思鄉，作歌曰：“吾傢嫁我兮天一方，遠托異國兮烏孫王。穹廬為室兮旃為墻，以肉為食兮酪為漿。居常土思兮心內傷，願為黃鵠兮歸故鄉。”昆莫年老，令細君改嫁其繼承人岑陬，公主不肯，向朝廷請示，漢帝為同烏孫共滅匈奴，令公主從其國俗。公主與岑陬成婚，生一女，旋病卒。漢又以楚王劉戊之孫解憂為公主妻岑陬。解憂留居烏孫達五十年之久，先嫁岑陬，未生子女。岑陬早卒，病危時因其胡（匈奴）婦所生之子泥靡年幼，把王位讓給叔父之子翁歸靡，約定泥靡長大，仍立為烏孫王。翁歸靡即位後，娶解憂公主，生三男二女，長男名元貴靡。翁歸靡亦有胡婦，生子名烏就屠。漢昭帝時，匈奴與車師並力侵烏孫，解憂上書請漢救援，漢公卿議救未決，值昭帝去世。宣帝本始元年（前73），解憂與翁歸靡皆上書稱匈奴連續發兵攻擊烏孫，虜掠人民，並要求交出漢公主，望漢出兵相救。翌年，漢遣將五人，率騎十六萬分道出塞，命校尉常惠持節護烏孫兵，共擊匈奴，匈奴死傷慘重，畜產損失不可勝數，因此深怨烏孫。本始三年冬，匈奴單於自將數萬騎擊烏孫，有所虜獲，將還師，逢大雪，人民畜產損失十之八九。本始四年至地節元年（前69），烏孫與丁零、烏桓等又圍攻匈奴，匈奴人民死者十分之三，牲畜損失將近一半。漢兵亦出塞攻掠，攻下車師，留卒屯田，保障天山北麓往烏孫的道路暢通，漢與烏孫的聯系由此加強。
烏孫族墓群 新疆昭蘇下臺
烏孫人用羊首銅刀 新疆新源查佈哈河出土
宣帝元康二年（前64），應翁歸靡之請，以楚主解憂親屬相夫為公主，置官屬侍禦百餘人，使居上林苑習烏孫語；臨行，宣帝親自送別。相夫至敦煌，未出塞，聞翁歸靡死，烏孫貴人從岑陬之約立泥靡為昆彌（昆彌即昆莫，均為烏孫王號）。宣帝從蕭望之議，征還相夫。解憂復嫁泥靡，生一子名鴟靡。翁歸靡胡婦所生之子襲殺泥靡自立為昆彌，因害怕漢出兵，奉元貴靡為大昆彌，自己為小昆彌。漢長羅侯常惠將三校屯赤谷，為分別人民地界，大昆彌戶六萬餘，小昆彌戶四萬餘，各自為政，漢皆賜予印綬。後元貴靡、鴟靡皆病死，解憂年近七旬，上書言年老願還漢地。宣帝許其歸來，於黃龍元年（前49）病死。自此至西漢末，烏孫昆彌始終有大小之分，前者親漢，後者親匈奴。《漢書·西域傳》所謂“自烏孫分立兩昆彌後，漢用憂勞，且無寧歲”，是對這種情況的概括。
明帝永平十七年（公元74），東漢以耿恭為戊校尉，屯車師後王部金滿城（今新疆奇臺西北）。恭至部，移檄烏孫，示漢威德，大昆彌以下皆歡喜，遣使獻名馬。章帝建初五年（公元80），班超欲攻龜茲，因烏孫兵強，欲得其助，乃上書言“烏孫大國，控弦十萬，故武帝妻以公主，至孝宣皇帝，卒得其用。今可遣使招慰，與共合力。”章帝允諾，於建初八年拜班超為將兵長史，別遣衛侯李邑護送烏孫使者，賜大小昆彌以錦帛。和帝永元三年（公元91），匈奴北單於為漢左校尉耿夔所破，曾遁走烏孫。而自安帝即位時（107）起，北匈奴復收屬西域諸國，時為邊寇。後經班勇大力經營，雖龜茲、疏勒、於闐、莎車皆來朝，而烏孫及蔥嶺以西終絕。
近幾十年來，中國和蘇聯的考古工作者在烏孫故地考察和發掘瞭大量的烏孫墓葬，從墓葬分佈特點、形制及出土物等方面作瞭分析研究，為探索烏孫的社會經濟情況提供瞭不少資料，在一定程度上補充瞭文獻之不足。例如：谷物磨具和平底陶器的出土，說明烏孫人在經營畜牧業的同時，還兼營少量農業。出土物還表明烏孫人制陶業、鑄銅業和木器制造業的水平和規模。墓葬規模的懸殊和出土物的多寡貴賤則體現瞭烏孫社會貧富的分化和階級的形成。