汉代至拓跋魏中叶居于天山北麓伊犁河上游、伊塞克湖畔及纳林河流域的游牧部族。它的族属有突厥族、亚利安族诸说，尚无定论。
建元三年（前139），张骞应汉武帝刘彻之募出使月氏，打算约它夹击匈奴，但未得要领而归。元狩四年（前119），汉军击走匈奴于漠北，张骞向武帝言及留匈奴时说，闻乌孙本居祁连、敦煌间，与月氏为邻。月氏攻夺乌孙地，杀其王难兜靡，乌孙王族逃属匈奴；其后月氏为匈奴所破，西击塞人，塞人南迁，月氏居其地（今伊犁河流域）。乌孙首领（昆莫）既壮，请单于助报旧怨，西向攻破月氏，月氏西走，乌孙遂占有其地，然常怀念故地；因而建议武帝厚赂乌孙，招以东归，并遣公主为夫人，使之助汉，以断匈奴右臂。武帝采纳此议，令张骞再使西域，抵达乌孙都城赤谷城（今地不明），当时乌孙有户十二万，民六十三万。然而乌孙诸大臣不欲东迁，昆莫猎骄靡又年老不能自主，仅遣使数十人随张骞入汉答谢，意亦在窥探汉廷的虚实。
匈奴知乌孙遣使赴汉报聘，便兴师问罪，乌孙为得汉援助，再遣使献马，并愿得汉公主。武帝于元封年间以江都王刘建女细君为公主嫁昆莫，馈赠甚丰，昆莫以细君为右夫人，同时迎娶匈奴女为左夫人。江都公主别居一宫，不经常与昆莫相会，且因语言不通，忧伤思乡，作歌曰：“吾家嫁我兮天一方，远托异国兮乌孙王。穹庐为室兮旗为墙，以肉为食兮酪为浆。居常土思兮心内伤，愿为黄鹄兮归故乡。”昆莫年老，令细君改嫁其继承人岑陬，公主不肯，向朝廷请示，汉帝为同乌孙共灭匈奴，令公主从其国俗。公主与岑陬成婚，生一女，旋病卒。汉又以楚王刘戊之解忧为公主妻岑陬。解忧留居乌孙达五十年之久，先嫁岑陬，未生子女。岑陬早卒，病危时因其胡（匈奴）妇所生之子泥靡年幼，把王位让给上汉父之子翁归靡，约定泥靡长大，仍立为乌孙王。翁归靡即位后，娶解忧公主，生三男二女，长男名元贵靡。翁归靡亦有胡妇，生子名乌就屠。汉昭帝时，匈奴与车师并力侵乌孙，解忧上书请汉救援，汉公卿议救未决，值昭帝去世。宣帝本始元年（前73），解忧与翁归靡皆上书称匈奴连续发兵攻击乌孙，掳掠人民，并要求交出汉公主，望汉出兵相救。翌年，汉遣将五人，率骑十六万分道出塞，命校尉常惠持节护乌孙兵，共击匈奴，匈奴死伤惨重，畜产损失不可胜数，因此深怨乌孙。本始三年冬，匈奴单于自将数万骑击乌孙，有所虏获，将还师，逢大雪，人民畜产损失十之八九。本始四年至地节元年（前69），乌孙与丁零、乌桓等又围攻匈奴，匈奴人民死者十分之三，牲畜损失将近一半。汉兵亦出塞攻掠，攻下车师，留卒屯田，保障天山北麓往乌孙的道路畅通，汉与乌孙的联系由此加强。
宣帝元康二年（前64），应翁归靡之请，以楚主解忧亲属相夫为公主，置官属侍御百余人，使居上林苑习乌孙语；临行，宣帝亲自送别。相夫至敦煌，未出塞，闻翁归靡死，乌孙贵人从岑陬之约立泥靡为昆弥（昆弥即昆莫，均为乌孙王号）。宣帝从萧望之议，征还相夫。解忧复嫁泥靡，生一子名鸱靡。翁归靡胡妇所生之子袭杀泥靡自立为昆弥，因害怕汉出兵，奉元贵靡为大昆弥，自己为小昆弥。汉长罗侯常惠将三校屯赤谷，为分别人民地界，大昆弥户六万余，小昆弥户四万余，各自为政，汉皆赐予印绶。后元贵靡、鸱靡皆病死，解忧年近七旬，上书言年老愿还汉地。宣帝许其归来，于黄龙元年（前49）病死。自此至西汉末，乌孙昆弥始终有大小之分，前者亲汉，后者亲匈奴。《汉书·西域传》所谓“自乌孙分立两昆弥后，汉用忧劳，且无宁岁”，是对这种情况的概括。
明帝水平十七年（74），东汉以耿恭为戊己校尉，屯车师后王部金满城（今新疆奇台西北）。恭至部，移檄乌孙，示汉威德，大昆弥以下皆欢喜，遣使献名马。章帝建初五年（公元80），班超欲攻龟兹，因乌孙兵强，欲得其助，乃上书言“乌孙大国，控弦十万，故武帝妻以公主，至孝宣皇帝，卒得其用。今可遣使招慰，与共合力。”章帝允诺，建初八年拜班超为将兵长史，别遣卫侯李邑护送乌孙使者，赐大小昆弥以锦帛。和帝水元三年（91），匈奴北单于为汉左校尉耿夔所破，曾遁走乌孙。而自安帝即位时（107）起，北匈奴复收属西域诸国，时为边寇。后经班勇大力经营，虽龟兹、疏勒、于阗、莎车皆来朝，而乌孙及葱岭以西终绝。
近几十年来，中国和苏联的考古工作者在乌孙故地考察和发掘了大量的乌孙墓葬，从墓葬分布特点、形制及出土物等方面作了分析研究，为探索乌孙的社会经济情况提供了不少资料，在一定程度上补充了文献之不足。例如：谷物磨具和平底陶器的出土，说明乌孙人在经营畜牧业的同时，还兼营少量农业。出土物还表明乌孙人制陶业、铸铜业和木器制造业的水平和规模。墓葬规模的悬殊和出土物的多寡贵贱则体现了乌孙社会贫富的分化和阶级的形成。