玄奘这时回国的心意已决，无心再留，见诸王苦留不放，即正色相告道：“诸王美意，玄奘尽领。故国离此千山万水，我到这里来是为了取真经求大法，之所以有今天这样的成果，都是由于故国有一批贤德之人渴盼所致，他们正焦急地等待我回去弘传大法，对此玄奘日夜不敢忘。请诸王不要再阻拦了！若把玄奘强留下来，故国的芸芸众生就难得正法，望诸王体谅我意，早日允我东归。”
诸王见玄奘去意已决，知难挽留，便不再说什么。戒日王口气也缓和了许多，说道：“弟子是敬重法师的品德，愿意日日瞻奉。既然法师归意已决，我就不敢再阻拦了。”
戒日王即命人施金钱等物，鸠摩罗王亦布施甚丰，玄奘仅从中拣出一件可以防雨的鹿毛织的披衣，其余一概辞谢不受。
戒日王用素毡写信，红泥封印，派遣四名高官将信持送沿途各国，令各国迎送玄奘，为玄奘备鞍乘以驮载经卷、佛像等物。
北印度阇烂达罗国国王乌地多也是与会的十八国国王之一，由于顺路便自告奋勇，愿一路护送。于是，玄奘就将经卷与佛像交给乌地多王，戒日王又交给乌地多王大象一头、金钱三千、银钱一万，以作玄奘沿途行资所用。然后戒日王等与玄奘饯别，分手之际，哭声不断，玄奘再也抑制不住自己的感情，热泪盈眶。
玄奘与乌地多王起程，沿途僧俗夹道送行。相别三日后，戒日王还是放心不下，又和鸠摩罗王、跋吒王等各率轻骑数百赶来再送一程。如此殷勤备至，难以述说。
玄奘上路一个多月后，经过了许多个国家，行至毗罗那拏国都城。在这里，玄奘巧遇那烂陀寺的同学狮子光和狮子月，他们在此为众僧讲授《俱舍》、《摄论》、《唯识论》等。同学相聚，无比高兴，狮子光等邀请玄奘开讲《瑜伽》、《决择》及《对法论》，玄奘就在这里讲了两个月，讲完后即辞别狮子光和狮子月，继续往西北行，经历数国，大约一个多月的光景，抵达乌地多王的本国阇烂达罗，热情的乌地多王留玄奘住了一个月，虔诚供养。然后派专人继续为玄奘开路，西行二十多天，到达僧诃补罗国。凑巧，有一百多个来自北方的僧人在此国修行完毕，要带经像北归，于是便与玄奘相伴同行。途经一条狭长的山涧，大约费时二十多日方能走出。涧内常有盗贼出没，玄奘恐遭贼劫掠，常遣一僧先在前面领路，遇到盗贼即告以“远来求法，所携带的全是经、像、舍利，愿檀越护佑，勿起异心。”这样，玄奘率众人，虽多次遇盗贼，都有惊无险，逢凶化吉。
走出峡谷，队伍抵达呾叉始罗国，邻国迦湿弥罗国王遣使迎请玄奘，由于辎重很多，行动不便，玄奘未能前往。在这里停留七天后，又西北行三天至信度河。此处河宽三四里，风平浪静，水流清澄。玄奘乘象涉河而过，同行诸人则乘船而过，当船行至中流时，忽然风起浪涌，将船打得剧烈摇晃，守经人惶惧落水，经众人急救才得以脱险，但五十夹经本及花种失落水中，无从救及。
迦毕试国王听说玄奘法师北归即将到来的消息，早已耐不住性子，携太子急赴其属国健陀罗国之乌铎迦汉荼城迎候。这一天，忽听属下报说玄奘法师已到信度河岸，他便带人急忙赶到河岸边迎接。寒暄之后，玄奘说起突遭风浪袭击，丢失经本之事。国王问道：“船上是不是带了花果的种子？”玄奘如实相答，国王道：“鼓浪倾船，原因就在这里。这条河底藏有毒龙、恶兽，若有人携带宝物、奇花果种及佛舍利过河，船多覆没。自古以来，都是如此。”
玄奘猛然醒悟，这才记起当年从这河里过时，船公曾跟他讲到这一点。现在看来，此言真是不虚。
迦毕试国王和玄奘一起还城，玄奘一行寄住在一寺中。失了经本的玄奘真有些失魂落魄，他第二天就派人往乌仗那国抄写丢失的迦叶臂耶部三藏。玄奘一行在此停留了五十多天，其间忽有一日，一直关注玄奘行踪的迦湿弥罗国王听说玄奘在乌铎迦汉荼城居停，便不顾路远前来参拜，殷勤备至，和玄奘在一起盘桓了许多天才回国。
等抄经人归来后，玄奘一行即随迦毕试王往迦毕试国方向前进，大约一个多月后，队伍行至滥波国。迦毕试王遣太子先去，让那里的人在城外准备迎候，自己则陪同玄奘一起慢慢地向前走。到了滥波国的都城外，见道俗数千人，幢幡无数，都在城外热烈迎候，他们高兴地向玄奘礼拜，前后围绕赞咏。玄奘被迎入一座大乘寺住下。迦毕试王当即宣布，将在近期召开无遮大会，以周给贫窭，惠施鳏寡，会期七十五天。此会虽不及戒日王的规模大，但也十分壮观，堪称盛大了。
玄奘把经像安置好后，便带了些人到邻国巡礼圣迹。南行十五天，至伐剌拏国（役属迦毕试国），再往西北行至阿薄健国，又西北行至漕矩吒国，又北行五百余里至佛栗恃萨傥那国。再往东行又回到迦毕试境内。迦毕试王又为他作了七日大施法会，大施结束后，玄奘即告辞上路，迦毕试王将他送到瞿卢萨谤城，方才告别。别前，迦毕试王派一名大臣率士卒百余人，备足粮草资给，令他们护送玄奘一行过大雪山。
大雪山即今兴都库什山脉塔瓦克山。山岭重峦叠嶂，极其崇峻，寒风凄烈，山上常年积雪，盛夏不消。玄奘一行凿冰向前，行进极其艰难，经过七天跋涉，终于到达了山顶。过此山岭后，众人策杖前行下山，又是七天，才到一高岭，岭下有村，约百余户，当晚，玄奘等在村中宿下，至夜半时又重新上路。由于此地多雪涧凌溪，若无乡人引导，就有坠入涧溪的危险，村民乘山驼为他们引路。此时，玄奘一行只有七个人，另有二十多人是雇来的，除了人外，还有大象一头、骡子十头、马四匹。到第二天白天，众人渡过凌崄，达于岭底。复沿盘山道又登一岭，此岭远望似白雪皑皑，走近一看尽是白石，奇怪的是，此岭虽然最高，却不凝雪。天近黄昏时，众人方到山顶。只见山顶寒风凄凛，风之大之冷，无人能正面而立。山上草木不生。飞鸟至此，山高风急，也多半会折翅扑地。
众人又往前行进了几个月，经过了多个国家，这天，玄奘一行来到朅盘陀国。朅盘陀都城依山而建，朅盘陀国王崇敬三宝，姓葛沙氏，自称是至那提婆瞿呾罗（汉日天种）。据传此国以前是葱岭中的一片荒川，传说波斯国王要娶汉公主，迎亲至此，赶上兵乱，东西路绝，困于此处。负责迎娶的使者遂将公主置于孤峰（即今公主堡），此峰高耸入云，峰下派兵层层守卫。三月过后，兵乱已靖，东西路通，乃将公主接下，准备回国交差，未料公主已有身孕。使臣十分恐惧，问手下人是谁干的？公主的侍女站出来说：“是神！每日正午时，总有一个伟男子从太阳中乘马而下，与公主相会。”使臣说：“即使是日神所会，也恐难以让国王信服，回去必是死罪，我们该如何是好？”大家便说：“不如待罪境外，静观其变。”于是，就在石峰上筑宫起馆，环宫筑城，立公主为主，建官垂宪。
过了不久，公主产下一男，聪明壮美，母摄政事，子称尊号，飞行虚空，控驭风云，威德遐被，声教远洽，四邻莫不称臣。后其王寿终，葬在此城东南百余里的大山岩石室中，其尸干腊如木乃伊，玄奘到时尸犹未坏，像一个瘦弱的人在那里睡觉，国人每年都要为王尸更衣，置香花献祭。就这样子孙世代相传，以至于今王。因其先祖母亲是汉公主，父亲为日天，故其自称汉日天种。其王族的形貌特征与中原汉人一样，但穿衣打扮是胡服。
玄奘在此国逗留二十余日，又向东北行了五天，突然遭遇盗贼劫路，同行商人惊骇万分，纷纷登山逃命，可怜戒日王所送大象被贼人追逐，不幸坠崖溺水而死。盗贼过后，玄奘复与众人继续小心东进，由于大象已死，佛经佛像的运载变得非常困难，所幸驮马尚有数匹，可以分担。
行八百余里，出葱岭至乌铩国。又向北行五百余里，到史国。此地寺院数百所，僧徒万余人，习学小乘教一切有部。这里的僧人背诵经论个个滚瓜烂熟，但对经论的义理却不甚了解。
从史国向东南行五百余里，渡徙多河，越大沙岭，至斫句迦国。继续东南行八百余里便到达地乳国。
于阗地当丝路南道之要冲，国中大半为沙碛，有寺院百所，僧徒五千余人，多学大乘。于阗王是非常骁勇而有智慧的人，他敬重佛法，自称是毗沙门天的后裔。原来，此国从前虚旷无人，毗沙门天于此居住。阿育王的太子被抉双目后，阿育王迁怒于太子的辅臣，将他们及其家族流放到雪山北的荒谷中。不久，他们在这里适应新环境，过着逐水草而居的游牧生活，后来他们迁徙到此国的西界，立王建国。与此同时，东土中国也有一个王子因罪被流放到这里，居在此国的东界，被手下人推尊为王。于是，这块昔日空旷无人的地方就有了两支被流放的人群，分别居住于东西两部。时间一长，因风俗不通，两国人马经常因田猎不期而会于荒泽，互相争斗，冲突不断。后双方约定，将于某年某月某日，兵会于此。等到了会战的那一天，东国人马整军百万，西国人马整军数十万，相会于荒泽。会战开始，西兵失利，其王其将以及士卒被屠戮殆尽。东王乘胜灭亡西国，迁都作邑，建国安人，只是有一件事不美，国王直到年老体衰，未有胤嗣。他怕国脉绝嗣，即前往毗沙门天神庙祈祷请嗣，于神像额上剖出一男，捧以回驾，国人称庆。不久又往神庙祷求赐乳，神庙前的地面忽然隆起如乳，神童饮吮，遂至长大成人。如此代代相传，国王即自称毗沙门天的后裔，因其祖是吃地乳长大，故国名瞿萨旦那国，译过来便是地乳国。
玄奘来到地乳国后，盘算着怎么去高昌，忽然有一天，他在于阗碰到了一支商旅，其中有一个年轻人名马玄智，自称是高昌人，他告诉玄奘，高昌已在数年前被唐朝灭亡，麴文泰已于贞观十四年（公元640年）忧惧而死，高昌也已经改名为西州了。玄奘听到此信痛悼不已，和他同归的高昌弟子（小和尚）更是痛苦万分。这样，玄奘便决定不再去高昌，而是从天山南道直接返回。
玄奘念念不忘丢失的经卷，遂又派人往屈支、疏勒等地去访抄经本。他虽然马上要返回了，但是心中也有些不安，因为当初他是违禁出国，现在虽然载誉归来，但是用什么方法才能让朝廷知道自己出国的原因呢？另外，他从印度带来的大象已溺水而死，所带的经卷和佛像等数量很大，不好运载，他也需要朝廷提供帮助。于是他写了一封委婉的奏表，请马玄智随商队带到长安，伺机呈给唐太宗。表是这样写的：
沙门玄奘言。奘闻马融该赡，郑玄就扶风之师；伏生明敏，晁错躬济南之学。是知儒林近术，古人犹且远求，况诸佛利物之玄踪，三藏解缠之妙说，敢惮塗遥而无寻慕者也。玄奘往以佛兴西域，遗教东传，然则胜典虽来而圆宗尚，常思访学，无顾身命。遂以贞观阙，常思访学，无顾身命。遂以贞观三年四月，冒越宪章，私往天竺。践流沙之浩浩，陟雪岭之巍巍，铁门巉崄之塗，热海波涛之路。始自长安神邑，终于王舍新城，中间所经五万余里。虽风俗千别，艰危万重，而凭恃天威，所至无鲠。仍蒙厚礼，身不苦辛，心愿获从，遂得观耆阇崛山，礼菩提之树，见不见迹，闻未闻经，穷宇宙之灵奇，尽阴阳之化育，宣皇风之德泽，发殊俗之钦思，历览周游一十七载。今已从钵罗耶伽国经迦毕试境，越葱岭，渡波谜罗川归还，达于于阗。为所将大象溺死，经本众多，未得鞍乘，以是少停，不获奔驰早谒轩陛，无任延仰之至。谨遣高昌俗人马玄智随商旅奉表先闻。
玄奘将表封好交给马玄智，然后就在于阗静候音讯。于阗诸僧请他讲法，他先后讲了《瑜伽》、《对法》、《俱舍》、《摄大乘论》，国王与道俗归依听受，每天都有数千人之多。大约过了七八个月，有使从长安来，找到玄奘，将唐太宗的手令持示玄奘，手令说：
“闻师访道殊域，今得归还，欢喜无量，可即速来与朕相见。其国僧解梵语及经义者，亦任将来，朕已敕于阗等道使诸国送师，人力鞍乘应不少乏，令敦煌官司于流沙迎接，鄯善于沮沫迎接。”
玄奘见到唐太宗的信，异常高兴，当即便起程向长安进发。于阗王送给他很多伕役、驼马，并派使相送。
从于阗王城东行三百余里至古战场，再东行三十余里至媲摩城。从媲摩城东行便进入沙碛，大约二百余里至尼壤城。尼壤城东行便进入流沙，所谓“风动沙流，地无水草，多热毒鬼魅之患，无径路，行人往返，望人畜遗骸以为标帜。”又行四百余里，至吐火罗故国。又行六百余里至折摩驮那故国。又东北行千余里至纳缚波国。然后辗转到达唐境，
敦煌官员准备了人力鞍乘，恭迎玄奘。
玄奘来到沙州（今敦煌西）。沙州在武德五年（公元622年）以前名瓜州，之后改称西沙州，贞观七年（公元633年）改称沙州，治敦煌。在沙州，他又上表报告行踪，并等候批复。这时唐太宗正在洛阳，立刻指示西京留守、左仆射梁国公房玄龄派人迎候。玄奘听说太宗将亲率大军远征高丽，怕来不及谒见，就兼程以进，于贞观十九年（公元645年）正月二十三日，抵达长安西郊的漕上，负责迎候的官员没想到玄奘行进的速度这么快，因此当玄奘到了长安近郊时竟没有一个官员出迎，但是老百姓得知玄奘法师西天取经归来的消息，便奔走相告，纷纷前往漕上迎接和观礼，一时间，小小的漕上被人挤得水泄不通。玄奘欲进不得，只好宿于漕上。
当日，在唐太宗的指示下，长安各大寺准备好帐舆、花幡等，参加往弘福寺送经、像仪式。第二天僧众集于朱雀街之南，排成整齐的队列，举行盛大的安置法会。玄奘携回的舍利、佛像、佛经计有：
大乘经二百二十四部；大乘论一百九十二部；上座部经、律、论十五部；大众部经论十五部；三弥底部经、律、论十五部；弥沙塞部经、律、论二十一部；迦叶臂耶部经、律、论十七部；法密（即法藏）部经、律、论四十二部；说一切有部（即萨婆多部）经、律、论六十七部；因明论三十六部；声明论十三部以及如来肉舍利一百五十粒；摩揭陀国前正觉山龙窟留影金佛像一躯，通光座高三点三尺；拟婆罗婌斯国鹿野苑初转法轮像刻檀佛像一躯，通光座高三点五尺；拟婛赏弥国出爱王思慕如来刻檀写真像刻檀佛像一躯，通光座高二点九尺；拟劫比他国如来自天宫下降宝阶像银佛像一躯，通光座高四尺；拟摩揭陀国鹫峰山说法华等经像金佛像一躯，通光座高三点五尺；拟那揭罗曷国伏毒龙所留影像刻檀佛像一躯，通光座高一点三尺；拟吠舍国巡城行化刻檀像等。
这些佛经佛像由二十匹马驮负，由朱雀街都亭驿起运，迤逦至弘福寺门前。各寺院的僧尼持法器追随其后。珠珮流音，金花散彩，歌咏不断。道路两旁，都人士子、内外官僚，瞻仰而立，摩肩接踵，蔚为壮观。