但楼兰与龟兹国王不同，老楼兰王有两个儿子，一个儿子质子汉朝，一个儿子质子匈奴，两头下注。现任国王曾被质子匈奴，妻子也是匈奴人，对匈奴有着很深的感情，对汉朝很提防，傅介子自然难以轻易接近。
傅介子想出一个办法，对楼兰官员说，"我带有黄金锦绣巡回赐给各国，大王如果不来受赐，我就要离开到西面的国家去了"，当即拿出大把的金币给楼兰官员看。楼兰王贪图汉朝财物，接见并宴请了傅介子，但席间人员众多，傅介子也难以一击必中。
为此，傅介子等到楼兰王喝醉，就对楼兰王说"天子派我来私下报告大王一些事情"，随即两人进入帐幕中单独谈话，傅介子一刀杀了楼兰王，震慑楼兰大小官员，并当众宣布楼兰王的罪行，宣称"王负汉罪，天子遣我业诛王，当更立前太子质在汉者。汉兵方至，毋敢动，动，灭国矣！"由此稳定了局面，楼兰自此臣服汉朝，再也没敢作乱，西域各国对汉朝态度也由此立即转变。
有人说，傅介子只是一个刺客而已，汉武帝时赵破奴轻易击败楼兰，汉昭帝时也可以做到，所以不值得大惊小怪。
