元朝把居延地区视作保障河西的边防重地。沿居延丝绸古道开辟了通往西方的驿运大道,时称“北大路”。沿途设立驿站,由边防直通京师。与驿站相辅的还有急递铺,用于传递军事信息和政令文书。当时,西北地区(今新疆北部)各少数民族进入中原,朝廷只准许经“北大路”过威远城(今甘肃省金塔县境内),沿居延古道通行,居延成为当时最为繁华的地区之一。
元代东西交通大开,西方波斯、大食、印度和伊尔汗国的大批商人来中国内地经商。西方诸国来中国朝贡的使节、僧侣、商团,大都取道于居延丝绸古道。元至元十一年(1274年),意大利商人马可·波罗在前往大都觐见元朝皇帝忽必烈的旅途中,路过肃州北行,沿着居延塞防线,过肩水金关到达长安。《马可·波罗行记》一书记载有肃州一带的风土人情、自然资源及宗教活动。