波罗到达大都时已经21岁，风华正茂，由父亲和叔父带着觐见忽必烈大汗。忽必烈非常高兴，在宫内设宴欢迎，并留他们在朝中居住下来，马可波罗善于学习，很快熟悉了朝廷礼仪，掌握了蒙古语等语言。
忽必烈在和马可波罗的接触中，发现他具有敏锐的观察力，因此对他很器重，除了在京城大都应差外，还几次安排他到国内各地和一些邻近国家，进行游览和访问。
根据游记记载，马可波罗出访过云南，他从大都出发，经由河北到山西，自山西过黄河进入关中，然后从关中逾越秦岭到四川成都，大概再由成都西行到建昌，最后渡金沙江到达云南的昆明。
他还去过江南一带，所走的路线似乎是取道运河南下，他的游记里有准安、宝应、高邮、泰州、扬州、南京、苏州、杭州、福州、泉州等城市的记载，其中在扬州他还担任官职3年。此外，马可波罗还奉使访问过东南亚的一些国家，如印尼、菲律宾、缅甸、越南等国。
荣归故里马可波罗和他的父亲、叔父在中国旅居约17年之后，于公元1291年初以护送元室阔阀真公主前往波斯，而离开大都顺路回国。
他们的回程取海道，从福建泉州出海，西南行，经爪哇，苏门答腊，斯里兰卡，马拉巴海岸，直驶