月氏被匈奴攻击后一分为二，小月氏与匈奴融合，建立北凉
关于月氏的来源，中外史学家看法颇不一致。据中国学者王国维考证，月氏即《逸周书·王会解》中的“禺氐”，《穆天子传》中的“禺知”或“禺氏”。欧洲学者也在西方古文献中搜求相当于月氏的记录，异说不下六、七种。关于月氏的族属，中国古籍如《魏略》称其为羌，《旧唐书》称其为戎。近百余年来，学术界更加异说纷纭：有藏族说、突厥说、印欧语族说、波斯说等。由于他们没有文字，而且月氏本身的记录亦不齐全，现时要了解他们，只能透过中国史书里的片面记录。而人们从中国史书里所知道的，月氏居于约当今甘肃省兰州以西直到敦煌的河西走廊一带。大约远在战国初期，月氏便在这一带过着游牧生活。
秦及汉初，月氏势力强大，与蒙古高原东部的东胡从两方面胁迫游牧于蒙古高原中部的匈奴，匈奴曾送质子于月氏。秦末，匈奴质子自月氏逃回，杀父自立为冒顿单于，约在汉高帝二年（前205年）至汉高帝五年（前202年）间举兵攻月氏，月氏败。可能从这时起，月氏便开始弃河西走廊而向西迁徙。汉文帝前元三年（前177年）或汉文帝前元四年（前176年），冒顿单于再次击败月氏。据冒顿单于于汉文帝前元六年（前174年）致汉文帝刘恒书中说：“故罚右贤王，使至西方求月氏击之。以天之福，吏卒良，马力强，以夷灭月氏，尽斩杀降下定之。楼兰、乌孙、呼揭及其旁二十六国皆已为匈奴，诸引弓之民并为一家，北州以定。”月氏这次败后，更西迁到准噶尔盆地。至老上单于时，匈奴又破月氏，月氏乃更向西迁移到伊犁河流域。当月氏离弃河西时，有一小部分越祁连山，“保南山羌，号小月氏”。这部分月氏人日后长期留住该地，与青海羌人逐渐融合。
伊犁河流域原久为塞族所居住。《汉书‧张骞传》说：“月氏已为匈奴所破，西击塞王。塞王南走远徙，月氏居其地。”塞族即古伊朗碑铭及希腊古文献中所载Sacae（Sakas）。月氏既击走塞族，塞族便向西南迁徙，跨过锡尔河，到达河中地区的索格底亚那（Sogdiana）地方。
原已移住在天山北麓并服属匈奴的乌孙，在其王昆莫的统领下，“西攻破大月氏”，迫使大月氏和塞族一样离弃伊犁地区向西南迁徙，而乌孙便从此占领了他们的地方。这次迁徙的年代约在建元二年（前139年）到元光六年（前129年）间。有一部分未能西徙的，便和少数塞人一样，仍留住原地，服属于乌孙，所以《汉书》说乌孙国内“有塞种、大月氏种云”。
大月氏迁徙示意图
前2世纪，大月氏从河西走廊出走“塞地”，后又为同类乌孙所逐，南下吐火罗斯坦，远涉北天竺国。唐代于阗王族“尉迟氏”，宋代西夏大姓“讹氏”，甘青藏族“洼扎”和“吾合扎”等氏族，都是“月氏”或“兀者”之后裔，月氏民族遍布河西、中亚、南亚的格局，是在一个漫长的时期中，通过多次的迁徙活动形成的。
大月氏
汉文帝后元二年（前162年），大月氏再度被匈奴攻击。当时冒顿单于的儿子老上单于还把大月氏的国王杀掉，并把国王的首级割下带返匈奴，把他的头盖骨作杯来使用。月氏人深恨匈奴，但苦于没有支援力量。而败亡的大月氏再往西迁，来到粟特。在这里，大月氏征服了大夏，并在当地立国。立国后，因着贸易中转而变得繁荣（大夏即希腊人在中亚所建立的巴克特里亚（Bactria）。有关巴克特里亚的灭亡，大月氏只是其中一个说法。另一个说法，是指他们被西徐亚人所灭）。
建元三年（前138年），汉武帝听到月氏王被杀这个消息就立即传诣召募能出使月氏的人，因为出使月氏必须经过匈奴。张骞前来应募，他只带了一百多人向西而去。
出了陇西，果遇匈奴骑兵，张骞一行人全被活捉带到了单于面前。单于得知张骞要出使月氏后恼怒地说：“月氏在吾北，汉何以得往使？吾欲使越，汉肯听我乎？”于是单于将张骞扣留在匈奴十年，逼他娶妻生子，希望消磨他的意志，但张骞始终记得他的使命。
终于有一天张骞趁看守不严逃了出来，翻山越岭，向西走了几十天，来到了大宛，大宛国王听说了他的遭遇和中原的丰美富庶，非常高兴，很想和汉朝通好，就派向导把张骞领到康居，再转程到月氏。可是此时的月氏国已经新立了一位夫人为国王，他们臣服于大夏国，得到一块水草肥美的土地安居乐业，已经不再有向匈奴报仇的心了。更何况他们觉得汉朝离他们太远，更难帮助他们。张骞在月氏停留了一年，始终不能圆满达成使命，只好回国。
大月氏形势图
大月氏相传是把佛教带入中国的民族。当时是元寿元年（前2年），有大月氏国王的使者伊存，把“浮屠教”等口述经典传入。不过，亦有人指这种说法比较草率。
小月氏
至于往东南迁至今日中国甘肃及青海一带的小月支，由于当时的甘肃和青海尚在中国以外，为匈奴所管治，这一班居住在匈奴人中间的月氏人，渐渐地与匈奴本族融入，被称为匈奴别部卢水胡。其中沮渠家族推后凉汉官段业为主，在现甘肃地区建立北凉。后沮渠蒙逊杀段业，自立为北凉主。后被鲜卑人拓跋氏北魏所灭。
大月氏与贵霜王朝
过去历史学家一直以为贵霜王朝是由大月氏人所创立。但其后随着更多过去的历史文物被发掘、更多古文献被解读，这个看法被证实是错的。