玄奘並未放棄自己的打算。他一麵向外籍和尚學習西域和印度的語言文字，做好出國的準備，一麵耐心等待時機——唐貞觀元年（627年），他終於等到了千載難逢的機會。
這年，河南、甘肅一帶發生嚴重的饑荒，許多地方因自然災害顆粒無收。災民紛紛湧進首都長安和不少城鎮。為了緩和災情，更主要是為了減輕朝廷壓力，唐太宗發布命令允許災民易地就食，逃荒到年成好的地區，於是大批災民背井離鄉，外出逃荒。
玄奘獲悉這一情況，立即混入逃荒的饑民之中，偷偷離開長安，向甘肅方向前進。但是也許是他的知名度較高，朝廷很快獲悉玄奘企圖偷越國境的消息。
玄奘剛剛到達京州（今甘肅武威），一道緊急公文由長安追到涼州，命令涼州都督李大亮立即將玄奘扣留，並將他遣送回長安。但是消息被人泄露，玄奘在當地一個熱心的僧人協助下，日夜不停地逃出涼州關口，到達甘肅安西縣東南，即古代的瓜州。
瓜州刺史獨孤達是個虔誠的佛教徒，對遠道而來的玄奘熱情款待不說，還主動幫他打聽去印度的路線。玄奘在瓜州呆了一個多月，進行長途旅行的準備，當時遇到的最大困難是找不到一個向導。就在這裏，追捕玄奘的公文到達瓜州，獨孤達雖然並未為難玄奘，但也不敢挽留。玄奘焦慮萬分，這時有個名叫石盤陀的西域人，拜他為師，並自願護送他到邊界。玄奘轉憂為喜，買了馬匹，連夜出發了。
從瓜州向西，要渡過疏勒河和玉門關，沿途有5座烽火台，均有唐朝的邊防軍防守，對出入邊境的人檢查嚴格，如若未經允許越境則格殺勿論。
玄奘過疏勒河不久，石盤陀見路途遙遠，危險叢生，便中途變卦離開了玄奘，但是玄奘毅然一人策馬西行。他憑借著沙漠中的一堆堆人畜的白骨和駱駝馬匹的糞便為標誌，向大漠奔去。
在到達邊關的第一座烽火台時，玄奘被發現了，頓時一陣飛箭朝他襲來。玄奘無奈隻得從隱藏之處走出，向守衛邊關的士兵說明來曆和意圖。也巧，守衛烽火台的武官也是佛教徒，不但沒有扣留他，反而留他住宿，次日送他上路，並關照各烽火台為他放行。西行路上人為的障礙，到此總算解決了。
然而，當巍峨的烽火台在大漠中消失之際，孤身一人的玄類進入了渺無人煙的莫賀延磧，這就是甘肅安西與新疆哈密之間廣達800裏的戈壁灘。
這裏比沙漠還要荒涼的石質戈壁灘，到處是黝黑色的礫石，寸草不生，連飛鳥也難以飛過。白天，烈日當空，酷熱難耐，有時，狂風卷起飛沙走石，頓時天地昏暗，人馬難行。有時，沙漠上出現海市蜃樓，看上去明明是旌旗飛揚，數百騎戰馬奔馳而來，仿佛是追兵跟蹤而至，轉瞬之間，又化作村和樹林，忽隱忽現，千變萬化。夜晚的戈壁灘，更是令人恐怖，磷火四處遊動，忽明忽滅，如同遊走的幽靈。不過這些對於玄奘來說，乃是早有思想準備的，最大的困難是缺水。
原來進入莫賀延磧不久，玄奘失手打翻了盛水的皮袋子，致使路上的飲水全部倒光。他本想返回烽火台向邊防士兵討點水，可是他當初立過誓言：
“寧可西進而死，決不東歸而生！”於是，玄奘便在無水的情形下冒險闖入莫賀延磧。
一連四五天，玄奘滴水未沾，跋涉在茫茫無際的戈壁灘，最後，終因體力不支，暈倒在地。夜晚一陣涼風把昏迷的玄奘吹醒，他掙紮而起，繼續前行，忽然發現一片草地，還有一眼清泉。絕處逢生的玄奘驚喜萬分，人馬痛飲一番，好好休息一天，又裝滿一皮袋水，抖擻精神繼續上路。