从父亲对东方的描述中，他对这片神奇的沃土产生了强烈的好奇心。他三番五次央求父亲带他到东方看看。父亲语重心长地说：“孩子，从这里到东方，万里迢迢，困难重重，可不是说去就去的。”
马可一听父亲的话，立刻机灵而又倔强地反驳道：“父亲，您不是常说，‘一个人只有经历磨难才能长大’吗？难道您不愿意您的儿子长大，不愿意您的儿子成为一个闻见博识的人吗？您不是答应我，等我长大了就带我到各处走走吗？我都17岁了，我已经是大人了。为此我还每天坚持锻炼，有了一个强健的体魄，我一定要您带我去!”看着倔强的儿子，老马可无可奈何地点了点头。
机会终于来了。教皇派老马可带十几个人传信给忽必烈，表达世代交好之意。老马可欣然前往，还带了许多贵重礼品，当然他也没忘记带上他那个倔强的儿子马可。
一行人离开威尼斯，他们准备由南驶进地中海，横渡黑海，再经过两河流域，到达中东古城巴格达。从巴格达到波斯湾出海港霍尔木兹，大约骑马走五六十天，然后搭乘渔船便直达中国，即当时的元朝了。
他们的计划是非常好的，可人算不如天算，刚到巴格达，他们就出事了。因为时值春夏之交，晚上就露宿林边。半夜里睡得正香，一群强盗悄悄包围了他们。等他们醒来，已被人捆了个结结实实。但是马可见到父亲和叔叔神情自若的样子，也没怎么害怕。次日夜里，他们被关在一个烛光昏暗的小木屋里。比起他们所抢的那批财宝来，强盗们似乎不怎么在乎他们。机灵的马可用烛光烧断绳子，与父亲等人很快逃了出来。他们见强盗人多，自知不是对手，财宝也不要了，匆忙逃离贼窝。他们跑了两天，终于到达波斯湾出海港霍尔木兹。老马可·尼柯拉决定在此等候去中国的渔船。可是一连两个月，都是大风天气，海上波涛汹涌，哪里还见一只渔船的影子？无奈，尼柯拉只好带着一行人改走陆路。从霍尔木兹往东走是伊朗的一个大沙漠。马可进入沙漠后被壮观的大漠景色惊呆了。他喃喃道：“真神奇，真神奇……”
但是他的好奇心没有维持多久，就被焦渴所代替。由于他们对沙漠环境的生疏，所带的水不久就喝光了。马可渴得数次昏倒，之后他又开始腹泻发高烧。随从中已有几人也有同样症状，支持不住而死去了。尼柯拉见状，只好接些马尿，让剩下的人每人喝点儿。然后又不停地鼓励大家。十几天之后，他们终于走出了这魔鬼般的沙漠。而随行的人也只剩下十之一二。他们休整了几天，待马可等人的病好后，开始向帕米尔高原进发。帕米尔高原在中国新疆以西，阿富汗以东，海拔超过5000米，终年积雪。而此时正是深秋，天气已经很冷。尽管他们都穿上了冬衣，仍然冷得迈不动步儿。随行的最后两个士兵也由于太冷想蹲下靠在一起暖和一会儿再走而被活活冻死在那儿。马可见了，再也不敢停下来，只好不停地迈动步子。由于地势太高，空气稀薄，供氧不足，他们呼吸困难，产生了强烈的高原反应。而且高原上生火极不容易。即使火生着了，也很难将食物煮熟，他们只能吃半生不熟的东西。这样引起身体内的连锁反应，他们又相继生病。但他们不敢停下来，互相鼓励着坚持向前走。没有向导带路，他们就沿着猎人吃羊肉扔下的羊头角前进。也不知究竟走了多长时间，他们总算来到了新疆西北部的喀什。“上帝保佑!”走出帕米尔高原，一行人只剩下马可，他的叔叔和父亲尼柯拉三人。三个人回想这一路行程不免心有余悸。研究下一步行程，他们发现塔克拉玛干沙漠是必经之路。这下他们吸取了上次教训，决定置备好给养再上路。穿越沙漠当务之急就是买骆驼。他们在当地人的指引下，到盛产美玉的和田镇顺利买下几匹骠肥体壮的骆驼。马可还被和田的美玉所吸引，顺手也买了几块戴在身上。尽管叔侄三人做好了充分的准备，但穿越塔克拉玛干沙漠仍经历了重重磨难。就算没有风沙侵袭，夜间的严寒、白天的日晒也够他们受的。有几次他们差点被流动的沙丘所掩埋。幸好有那几匹健壮而又识途的骆驼才最终将他们带出了鬼门关。三人走出塔克拉玛干大沙漠，行至古敦煌，进入玉门关。远远地，马可便看见群山顶上有一条长长的城墙，如巨龙一般蜿蜒盘旋在崇山峻岭之间。有人告诉他，那就是秦始皇命人修筑的万里长城。马可听了不禁惊叹中国人民的伟大。同时，他也十分激动，因为他听父亲讲，只要穿过河西走廊就可以到达元朝的上都了。经过4年的长途跋涉，马可·波罗和他的叔叔以及父亲尼柯拉终于在1275年夏天到达元朝上都，得以拜见忽必烈。忽必烈曾见过马可的父亲和叔叔，再次相见，感到十分高兴。尼柯拉奉上罗马教皇的信，上面无非写着愿世代交好，派人传教之类的话。忽必烈见了若有所思地点点头。忽然一眼瞅见尼柯拉身旁还有一个从未见过的外国小伙子，忙问是谁。“哦，这是我的儿子马可·波罗。”尼柯拉急忙上前毕恭毕敬地回答。
“他会讲汉语吗？”忽必烈好奇地问道。
“大汗，我进入你们的国家就开始学习你们的语言。只是现在我说得还不是太好。”马可一见忽必烈问话，抢着回答。
这可吓坏了老尼柯拉，他没想到儿子如此冒失，惟恐忽必烈生气怪罪。不料忽必烈非但不生气，反而好像还很喜欢马可·波罗。他一听马可这样说就微微笑着问道：“既然如此，你就陪我玩几天，顺便再学学我们的语言，如何？”马可听了，自然十分欢喜。从此他就跟着忽必烈忙前忙后，东跑西颠，干这干那，不辞劳苦。再加上他年轻好学，办事认真，又经常呆在忽必烈身边给他讲自己旅途中所见的奇闻异事，常常逗得忽必烈开怀大笑。因此忽必烈更加喜欢他，几乎有求必应。而马可作为一个外国人，通过自己的切身体会，也深深感到元朝的无比强大。元朝的政治、经济、文化、宗教，以及社会制度也都深深吸引着他，他渴望更深入地接触这个国家，了解这个国家。正巧有一天，他听说忽必烈要派使团到云南考察，便立刻请求忽必烈允许他随使团一同前往。忽必烈虽然有点舍不得他，但看他一副跃跃欲试的样子，也就同意了，只是叮嘱他一路小心。马可的父亲知道儿子喜欢旅行，喜欢冒险，便也不阻拦他。这样，马可辞别了忽必烈和父亲便随着使团上路了。
几个月后，马可随使团经山西，入陕西，翻秦岭，再越过大巴山来到四川。四川有一片原始森林，此处不仅野兽出没，而且经常有奇异的事情发生。他们为防止意外，结队前进。马可从未见过如此茂密的森林，非常好奇，左瞧右看。突然听到队伍前面一声惨叫，急忙赶过去一看，原来一位使者被蛇咬了一口，正好咬在手背上。而那条毒蛇早已不见踪影。众人急忙救治。但是这蛇毒似乎非常厉害，众人用尽办法也控制不了蛇毒向上蔓延。只一会儿工夫，那人的一条胳膊已又红又肿，被蛇咬的地方却又是青黑一片。豆大的汗珠从那人脸上流下来，但他也算坚强，竟不吭一声。使团的首领眼看这个人就保不住了，狠狠心，从腰间取下佩刀，咬了咬牙，手起刀落，那人惨叫一声。马可见那人的一条胳膊已被砍了下来，那人再也支持不住，昏死过去。随行的医生急忙上来为他包扎伤口，进行救治。此情此景，让马可见了不由得一阵心悸。从此他再也不敢粗心大意，一路小心跟在队伍后面，惟恐碰见什么毒蛇、毒虫之类。使团终于胆战心惊地穿越那片森林，渡过金沙江，来到云南境地。云南是个风景宜人的地方，一路景色如画，马可深深为之陶醉。而且云南有许多奇花异草，当地人便采来配成各种具有奇效的药。马可一见欣喜若狂，他们一路不知为缺医少药吃了多少苦，如今看到这么多神奇的药，立刻掏钱买了许多，恨不得将整个小镇上的药全部买光。他还把药分成几份，一边分一边喃喃自语：“这份送给大汗，这份给父亲，这份留给叔叔……”众人见了，不禁暗笑，都觉得他单纯有趣。他们在云南逗留了大半年时间，充分领略了那里的风俗人情。虽然他们都想在云南多住一段时间，无奈大汗有令，不得久留，只得往回返。回到大都，忽必烈这位马上皇帝也正从上都打猎刚刚返回大都。他与马可见面后，非常高兴，这对忘年交开始各自叙述自己一行的所见所闻，说到忘情处，便一起开怀大笑。直在一起讲了几天几夜，二人还互赠了带给对方的礼物。在元朝的行政编制中，州里的正职叫州尹，副职叫同知。忽必烈与马可非常投机，虽然知道他是个外国人，却要封他做扬州同知。开始的时候，马可不肯接受，他对忽必烈说道：“大汗，我知道这是您对我的信任。但是我这个人非常喜欢旅行，对政治不十分感兴趣。恕我不能接受。”“哎——”忽必烈闻听此言并不生气，依然微笑着说道，“我并不是真要你当官管什么政事。正是因为我知道你喜欢旅行才让你做这个不做什么具体工作的扬州同知的。有了这个官衔，你再去旅游，不仅不必为旅游费用发愁，而且还不用害怕地方官难为你了。”马可一听，方知忽必烈一片苦心，忙磕头谢恩。不久，马可就走马上任，向东南地区旅游去了。他先后到过淮安、苏州、杭州、高邮、宝应、泰州、福州、泉州等地。他还到过山西、陕西、山东、浙江、福建等地，足迹遍布大半个中国。每到一处马可总要细心考察当地的风土人情和物产情况，回来后便向忽必烈作详细的报告。忽必烈见他办事认真负责，甚至还派他出使过南洋、越南、苏门答腊等地。就这样过了一段时间，马可又回到大都。正在这时，忽必烈的侄儿，也就是窝阔台的孙子海都忽然在漠北发动叛乱。忽必烈立刻派大军前去镇压。马可也随军前往。可不知为什么，马可到了和林之后竟非常想念自己的祖国。他写信向忽必烈表达了自己的想法，忽必烈非常理解他。毕竟，马可在中国已经呆了整整17年。正巧，波斯伊儿汗国派使者来到大都，请求赐婚。忽必烈选科克清公主出嫁伊儿汗国，并确定由海路前往波斯。他从前线召回马可·波罗，派他和他的父亲以及叔叔前往护送，并允许他们办完事后，可以回国。
公元1295年，41岁的马可终于回到阔别已久的祖国。中国之行整整花去了他26年的时间，也可以说花去了他一生最具有青春活力的那段时间，但他不后悔。他觉得中国就是他的第二个故乡。
3年以后，即公元1298年，意大利和热那亚之间爆发战争。马可负责造了一艘“东方号”战舰，他担任舰长参加战斗。但“东方号”在海战中被打败了，马可成为俘虏。在被关押的4年里，他与作家鲁思梯谦一同写出了《马可·波罗行记》一书。后人们根据《马可·波罗行记》提供的线索，绘制出早期的“世界地图”，从而为新航路的开辟，有了很大帮助。同时，人们也通过这本书了解了中国。书中又记载了许多奇闻异事、风俗民情，受到世界人民的喜爱。
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