1914年，英国探险家奥雷尔·斯坦因成功地探察了这条古道从古玉门关(位于敦煌西北)至楼兰的路段。经过实地考察，斯坦因认为，由于水和耕地的消失，古楼兰道在4世纪前半叶已经变得难以通行了。自从汉武帝为了向西扩展而开通之后，它已持续沿用了450年。但是，由于公元1世纪初开通了那条《魏略》里所说的“北新道”(通往天山东部，并且可能通往哈密附近)，古楼兰道的重要性显然大不如前了。甚至早在它最终关闭之前，中国与西域的联系已经少多了，而且对塔里木盆地的政治控制也开始受到干扰或者完全失控。
多次进行实地研究的巫新华认为，由于东汉直接进击东部天山北麓的匈奴，基本控制了伊吾(哈密)。随着伊吾路开通，楼兰道作用降低。魏晋时期，曹魏将经楼兰道进入西域的路线称为“西域中道”，较前朝大为重视，并在楼兰城设置西域长史，屯田驻守，统管西域事务。继曹魏之后，晋和前凉在楼兰城设置西域长史机构，派驻大量军队，进行大规模屯田，确保楼兰道畅通。公元376年，前秦灭前凉前后，西域长史撤离楼兰城，屯田终止，楼兰城逐渐荒废。隋末关闭大碛路之后，楼兰道正式退出历史舞台。
事实果真如此？假如情况如上述分析的那样，我们仍然无法确定楼兰道最终被废弃的准确年代。况且，就算由于中国的控制力减弱或气候的变化，民间往来的商旅会主动放弃这条便捷的通道吗？毕竟，历史已经证明这条道路的重大作用。在我们的车队抵达罗布泊湖心之前，一辆车又出现了抛锚。我们行走在古老的罗布泊湖盆上，脚下的道路是车辆经过不断压实之后的车辙，坑坑洼洼，颠簸难行。抬头远望，一马平川的盐碱地覆盖着一层厚厚的盐粒，一眼望不到边。由于在强烈阳光曝晒下，地表的土质发硬，形成了爆烈的盐壳地，其外形酷似一片片的鱼鳞，又叫鱼鳞地。
可以想象，如果没有坚强的后勤保障，谁贸然进入这块无人区，迎接他的就只有死路一条。以此观之，我们确实很难想象古人是如何仅以牲畜为交通工具，穿越这一死亡地带的。
1914年，斯坦因沿着楼兰古道来到楼兰时，其间也穿过了宽广的结着盐壳的海床，当看到坚硬、起皱的盐壳覆盖干涸的古罗布湖盆时，他惊叹不已。在自己的著述里，他描写道：中国通往楼兰的古道就从此干海床穿过或绕过。郦道元对此的描述完全准确，“地广千里，皆为盐而刚坚也。行人所径畜产皆布毡卧之。掘发其下，有大盐方如巨枕。以次相累，类雾起云浮，寡见星日。少禽多鬼怪。”
即便中国的影响力减弱，古道的重要性也未降低。
在这种地貌条件下，我们几乎很难寻找到楼兰古道的真实走向。不过，借助过去的文献记载，我们大致可以窥见楼兰道的一些本来面目。
对当年楼兰道的走向，有关史籍做了如下描述：从敦煌西面的玉门关、阳关越三陇沙，过阿奇克谷地和白龙堆，经土垠遗址(西汉居庐仓)或楼兰古城，沿孔雀河岸与西域中道相连，或经LK遗址前往鄯善国与西域南道相连的交通路线。整个西汉时期，由于匈奴一直游弋于天山地区，人们无法经过伊吾(哈密)、车师(吐鲁番)前往天山南北麓地区，所以楼兰道始终是西汉通西域的惟一交通干线。
对此，《魏略》也有记载：“从玉门关西出，发都护井，回三陇沙，经居卢仓，从沙西井转西北，过龙堆，到故楼兰，转西诣龟兹，至葱岭，为中道。”斯坦因认为“中道”正是人们所说的楼兰道。因为它明确提到了楼兰遗址，几乎与发现于那里的文书属于同一时期，被称为“故楼兰”；它还详细描述了从“玉门”和“长城”最西延伸部分到楼兰遗址这条沙漠路线上的一些主要路段。
毫无疑问，楼兰古道的重要性受到当时中国对西域控制力的直接影响。自东晋(公元317～419年)至7世纪初唐朝建立，中国在中亚地区影响力持续衰退，这反映在中国正史中完全没有对连结中国与西域道路的记载。好在还有中国僧人玄奘前往印度取经这一伟大事件，在一定程度上填补了这段空白。
公元645年冬天，这位中国最了不起的僧人从印度回国时，走过从米兰到敦煌的那条沙漠道路。遗憾的是，在他的旅行记《大唐西域记》中，只记载到他抵达纳缚波(楼兰)境内。但是，从他的门徒慧立和彦棕为他写的传记中可以看到，玄奘事实上是在穿越了罗布泊至敦煌的沙漠之后才完成他最后的一段旅行。有趣的是，玄奘在和田收到了唐太宗回复他回国请求的信，这封信明白无误地指示敦煌行政长官引导他穿越满是流动沙丘的沙漠。
因此，一些考古专家如斯坦因等认为，这条连接敦煌与罗布泊地区的沙漠之路，在唐朝极有可能仍在使用。
这一观点也可以在米兰的吐蕃戍堡得到佐证。公元8世纪末前后，当中国的政治影响在塔里木盆地完全消失之后，敦煌至罗布泊地区道路的重要性并未降低。从后晋到北宋末年(公元936～1126年)，中国正史里还有和田使节朝见中央王朝的记载。这似乎证明，楼兰和敦煌之间的道路在唐朝之后很可能仍在使用，至少是时断时续地使用。
当文献中再次出现楼兰古道的记载，已是一个半世纪之后的事。公元1273年前后，马可·波罗踏上古道后，对穿越沙漠旅行有如下描述：“凡行人渡此沙漠者，必息于此城一星期，以解人畜之渴。已而预备一月之粮秣，出此城后，进入沙漠。”
人们难以相信，长年在塔里木盆地过着游牧生活的猎人和牧民，也就是罗布人的祖先，会完全忘却这条穿越沙漠前往敦煌的近道。同样，这样一条道路也不会逃脱向往西域贸易的中原人的注意。从敦煌来的中国骆驼队，冬天偶尔经过这条沙漠之路来到这里，用铁器等物品换取罗布泊地区盛产的各种干鱼。
但是，即使这种偶尔的交通行为到19世纪60年代初也已中断，这条古老的商路似乎已经走到生命的尽头，完全被人们遗忘了，只是从口头传说和中国史籍中才能找到它的影子。到了1891年前后，重新控制西域的中国当局出于战略和商业原因的考虑，急于开发南部绿洲，打开最便利的通道，于是这条沙漠的古道才重新被人们所重视。
此后的两年时间里，运气不佳的法国旅行家约瑟夫·马丁从敦煌出发，踏上了这条古代沙漠之路。随后在回国途中，他死在了马尔吉兰(今乌兹别克东部)。他是目前所知的继马可·波罗之后，第一位穿越罗布沙漠的欧洲人。
