楼兰王国位于今天中国新疆巴音郭楞蒙古族自治州若羌县北境，罗布泊以西，孔雀河道南岸7公里处，整个遗址散布在罗布泊西岸的雅丹地形之中。
楼兰王国最早的发现者是瑞典探险家斯文·赫定。1900年3月初，赫定探险队沿着干枯的孔雀河左河床来到罗布荒原，在穿越一处沙漠时才发现他们的铁铲不慎遗失在昨晚的宿营地中。赫定只得让他的助手回去寻找。助手很快找回铁铲甚至还拣回几件木雕残片。赫定见到残片异常激动，决定发掘这片废墟。1901年3月，斯文·赫定开始进行挖掘，发现了1座佛塔和3个殿堂，以及带有希腊艺术文化的木雕建筑构件、五铢钱、1封会卢文书信等大批文物。随后，他们又在这片废墟东南部发现了许多烽火台，一直延续到罗布泊西岸的一座被风沙掩埋的古城，这就是令世人震惊的楼兰古城。
楼兰原是一个随水而居的半耕半牧的小部落。通过发现的楼兰古墓及在罗布泊地区发现的大量细石器表明，楼兰人本为游牧人，丝绸之路开通后，东西方的商业往来与日俱增，给楼兰经济带来空前的繁荣，域外文明尤其是汉文明传入楼兰更加速了楼兰人发展城市文明。历史上，楼兰属西域36国之一，与敦煌邻接，公元前后与汉朝关系密切。古代楼兰的记载以《汉书·西域传》、法显还有玄奘的记录为基础。《汉书·西域传》记载：“鄯善国，本名楼兰，王治扦泥城，去阳关千六百里，去长安六千一百里。户千五百七十，口四万四千一百。”法显谓：“其地崎岖薄瘠。俗人衣服粗与汉地同，但以毯褐为异。其国王奉法。可有四千余僧，悉小乘学。”玄奘三藏在其旅行末尾作了极其简单的记述：“从此东北行千余里，至纳缚波故国，即楼兰地也。”
楼兰城是楼兰王国前期政治、经济、文化中心，它东通敦煌，西北到焉耆、尉犁，西南到若羌、且末。古代“丝绸之路”的南、北两道从楼兰分道，楼兰城依山傍水，作为亚洲腹部的交通枢纽城镇，在东西方文化交流中，曾起过重要作用。早在公元前77年，楼兰地区已是西域农业发达的绿洲，到了唐代，“楼兰”却几乎成了边远的代名词，李白的《塞下曲》中就有“愿将腰下剑，直为暂楼兰”的诗句。曾盛极一时的西域重要城镇，为什么在公元3世纪后迅速地退出历史舞台，这是一个至今还没有真正解开的谜。从楼兰遗址发掘出的文物震惊了世界，其中有珍贵的晋代手抄本《战国策》，考古工作者还在楼兰墓葬群中发掘出了一具女性木乃伊，经测定距今已有3000年。干尸衣饰完整，面目清秀，定名为“楼兰美女”。其他文物有做工精细的汉锦，还有汉五铢钱、贵霜王国钱币、唐代钱币、汉文和会卢文残简等。
楼兰古城四周的墙垣，多处已经坍塌，只剩下断断续续墙垣孤伶伶地站立着。城区呈正方形，面积约10万平方米。楼兰全景旷古凝重，城内破败的建筑遗址了无生机，显得格外苍凉悲壮。
俯瞰楼兰古城，城中东北角有一座烽燧，虽然经过历代不同时期的补修，但依然从它身上可以看出是最早汉代建筑的风格。
烽燧的西南是“三间房”遗址。这座100平方米的房屋，建筑在一块高台上，“三间房”正中的一间要比东西两间显得宽大。20世纪初，斯文·赫定曾在东面一间房内发掘出大量的文书木简。从“三间房”西厢房残存的大木框架推测，这里昔日曾是城中屯田官署所在地。
继续向西，是一处大宅院。院内，南北各有3间横行排列的房屋。在古城中，这座院落的建筑也是比较排场的。相形之下，大宅院南面的房舍多数是单间矮小、散杂而破败不堪。如果根据出土文书推测，三间房毗邻的框架结构房屋是楼兰城的官署遗迹。
楼兰古城曾经是人们生息繁衍的乐园。她身边有烟波浩淼的罗布泊，门前环绕着清澈的河流，人们在碧波上泛舟捕鱼，在茂密的胡杨林里狩猎，沐浴着大自然的恩赐。据《水经注》记载，东汉以后，由于当时塔里木河中游的注滨河改道，导致楼兰严重缺水。敦煌的索勒率兵1000人来到楼兰，又召集鄯善、焉耆、龟兹三国兵士3000人，不分昼夜横断注滨河引水进入楼兰，缓解了楼兰缺水困境。但在此之后，尽管楼兰人为疏浚河道做出了最大限度的努力和尝试，但楼兰古城最终还是因断水而废弃了。
辉煌的楼兰古城就这样永远地从历史上无声地消逝了。