1、西行求法
鑒於法相學形成北方地論學、南方攝論學的差異，如何融合二者，成為玄奘思考解決的問題。武德九年（626年），此時適逢天竺僧波頗抵長安，玄奘得聞印度戒賢於那爛陀寺講授《瑜加論》總攝三乘之說，於是發願西行求法，直探原典，重新翻譯，以求統壹中國佛學思想的分歧。
貞觀三年秋八月（629年），當時有來自秦州的僧侶孝達在長安學涅槃經，學成返鄉，玄奘與孝達壹起去秦州。在秦州停留壹夜後，又與人結伴到達蘭州。之後偶遇涼州人送官馬歸，玄奘壹同去往涼州。?
在涼州停留月余後，玄奘繼晝伏夜行，至瓜州，再經玉門關，越過五烽，渡流沙，備嘗艱苦，抵達伊吾（哈密），至高昌國（今新疆吐魯番縣境）。受到高昌王麯文泰的禮遇。後經屈支（今新疆庫車）、淩山（耶木素爾嶺）、碎葉城、迦畢試國、赤建國（烏茲別克斯坦首都塔什幹）、颯秣建國（今撒馬爾罕城之東）、蔥嶺、鐵門。
到達貨羅國故地（今蔥嶺西、烏滸河南壹帶）。南下經縛喝國（今阿富汗北境巴爾赫）、揭職國（今阿富汗加茲地方）、大雪山、梵衍那國（今阿富汗之巴米揚）、犍雙羅國（今巴基斯坦白沙瓦及其毗連的阿富汗東部壹帶）、烏伏那國（巴基斯坦之斯瓦特地區），到達迦濕彌羅國（今克什米爾），行程13800余裏。
2、通曉三藏
在迎濕彌羅國，玄奘學習梵文經典，後又到達今巴基斯坦境內，壹年裏親歷四國，所到之處，都停留學習佛法。在31歲那年，玄奘邊學邊行，始進入中印度。
此後，玄奘壹邊學習佛教經論，壹邊巡禮佛教遺跡，先後經歷翠祿勒那、襪底補羅、揭若鞠閣等十多個國家，始至那爛陀寺留學，玄奘在那爛陀寺歷時5年，備受優遇，並被選為通曉三藏的十德之壹。
前後聽戒賢講《瑜伽師地論》、《順正理論》及《顯揚聖教論》、《對法論》、《集量論》、《中論》、《百論》以及因明、聲明等學，同時又學婆羅門教經典、各類梵書。
貞觀十年（公元636年）玄奘離開那爛陀寺，先後到伊爛缽伐多國（今印度北部蒙吉爾）、薩羅國、安達羅國、馱那羯碟迦國（今印度東海岸克裏希納河口處）、達羅毗荼國（今印度馬德拉斯市以南地區）、狼揭羅國（今印度河西莫克蘭東部壹帶）、缽伐多國（約今克什米爾的查謨），訪師參學。
他在缽伐多國停留兩年，悉心研習《正量部根本阿毗達磨論》及《攝正法論》、《成實論》等，然後重返那爛陀寺。不久，又到低羅擇迦寺向般若跋陀羅探討說壹切有療三藏及因明、聲明等學，又到杖林山訪勝軍研習唯識抉擇、意義理、成無畏、無住涅槃、十二因緣、莊嚴經等論，切磋質疑，兩年後仍返回那爛陀寺。
此時，戒賢囑玄奘為那爛陀寺僧眾開講攝論、唯識抉擇論。適逢中觀清辨（婆毗呔伽）壹系大師師子光也在那裏講《中論》、《百論》，反對法相唯識之說。於是玄奘著《會宗論》三千頌，以調和大乘中觀、瑜伽兩派的學說。
同時參與了與正量部學者般若多的辯論，又著《制惡見論》壹千六百頌。還應東印迦摩縷波國（今印度阿薩姆地區）國王鳩摩羅的邀請講經說法，並著《三身論》。
唐貞觀十五年（641年），玄奘與戒日王會晤，並得到優渥禮遇。戒日王決定以玄奘為論主，在曲女城召開佛學辯論大會，在五印18個國王、3000個大小乘佛教學者和外道2000人參加。
當時玄奘講論，任人問難，但無壹人能予詰難。壹時名震五印，並被大乘尊為“大乘天”，被小乘尊為“解脫天”。戒日王又堅請玄奘參加5年壹度、歷時75天的無遮大會。會後歸國。