傅介子領命西去刺殺樓蘭王，為了更好地完成此次任務，他帶了很多金銀珠寶，聲稱是奉帝王命前去賞賜給西域各國的。有了匈奴使者之事，西域各國已經心有畏懼，所以做事已經很謹慎了。這次大漢使臣巡訪西域各國，樓蘭王也不敢跟傅介子有過多的接觸，“樓蘭王意不親介子”。

傅介子看出了樓蘭王的意思，便借力使力，佯裝要離開，一直走到樓蘭的西界，眼看就要出樓蘭了，傅介子對樓蘭翻譯說：我是奉了皇帝令，前來賞賜西域各國的，你看我這裡的珠寶有多少，如果你們國王不親自前來領賞的話，我可是馬上就要出國去別的國家了。翻譯也被珠寶閃得眼睛發綠了，趕忙回王宮稟告給樓蘭王。

樓蘭王也是財迷心竅，像樓蘭身處西域交通要道，什麼珠寶沒有見過，但樓蘭王卻非要貪這個便宜，他那裡知道小便宜貪不得。傅介子將珠寶金銀開啟給樓蘭王看，盡興挑下吧。挑過了珠寶，樓蘭王也只好盛情款待一番，一輪酒喝過，傅介子便附耳對樓蘭王說：“天子派我來私下裡報告給大王一些事情，望進一步說話”。樓蘭王當然不敢怠慢，私聊肯定是很機密的事情了。於是馬上隨傅介子進入帳幕，還沒等他反應過來，兩名壯士就把樓蘭王刺殺了。

傅介子告誡樓蘭王的隨從們，樓蘭王有罪於朝廷，天子派我來誅殺他，現在改立留在長安為人質的太子即位稱王，你們必須好好輔佐他。如果你們輕舉妄動，漢軍就在城外，瞬間讓你們國家滅亡。眾隨從一個個腦袋點得跟蒜杵一般。

誅殺樓蘭王，是傅介子一生的一個高潮，樓蘭王一死，西域安定，昭帝下詔封傅介子義陽侯，賜給食邑七百戶。傅介子的壯舉受到世人的推崇，在當世就引起了巨大轟動。史家出身的班超就很敬佩傅介子，認為“大丈夫無它志略，猶當效傅介子、張騫立功異域，以取封侯，安能久事筆硯間乎”？棄筆從戎，在西域這條路上成就了一位傑出的外交家。