當天晚上，元世祖特地在皇宮里舉行宴會，歡迎他們。后來，又留他們在朝廷里辦事。

　　馬可·波羅非常聰明，很快學會了蒙古語和漢語。元世祖發現他進步很快，十分賞識他，沒有多久，就派他到云南去辦事。元世祖喜歡了解各地風俗人情，過去，朝廷使者到各地去視察，回來的時候，問他們風俗人情，都講不出。馬可·波羅出去，每到一處，都留心考察風俗人情。回到大都，就向元世祖詳細匯報。元世祖聽了，直夸馬可·波羅能干。以后，凡是有重要的任務，元世祖總派馬可·波羅去。

　　馬可·波羅在中國整整住了十七年，被元世祖派到許多地方視察，還經常出使到國外，到過南洋好幾個國家。他在揚州呆過三年，據說還在那里當過總管。

　　日子一久，三個歐洲人不免想念家鄉，三番五次向元世祖請求回國。但是元世祖寵著馬可·波羅，舍不得讓他們走。恰好那時候，伊爾汗國國王的一個妃子死了，派使者到大都來求親。元世祖選了一個名叫闊闊真的皇族少女，賜給伊爾汗國國王做王妃。伊爾汗國使者認為走陸路太不方便，知道尼古拉他們熟悉海路，就請元世祖派尼古拉他們一起護送王妃回國。元世祖只好答應。

　　公元１２９２年，尼古拉兄弟和馬可·波羅就和伊爾汗國使者一起，離開中國乘海船經過印度洋，把闊闊真護送到了伊爾汗國，經過三年的跋涉，才回到威尼斯。

　　這時候，他們離開威尼斯已經二十年。當地人長久沒聽到他們的消息，都以為他們死在國外了。現在看到他們穿著東方的服裝回來，又聽說他們到過中國，帶回許多珍珠寶石，都轟動了。人們給馬可·波羅起個外號，叫做“百萬家產的馬可”。

　　沒有多久，威尼斯和另一個城邦熱那亞發生沖突，雙方的艦隊在地中海里打起仗來。馬可·波羅自己花錢買了一條戰船，親自駕駛，參加威尼斯的艦隊。結果，威尼斯打了敗仗，馬可·波羅被俘，關在熱那亞的監牢里。熱那亞人聽說他是個著名的旅行家，紛紛到牢監里來訪問，請他講東方和中國的情況。

　　跟馬可·波羅一起關在監牢里有一個名叫魯思梯謙的作家，把馬可·波羅講述的事都記錄了下來，編成一本書，這就是著名的《馬可·波羅行紀》（一名《東方聞見錄》）。在那本游記里，馬可·波羅把中國的著名城市，像大都、揚州、蘇州、杭州等，都作了詳細的介紹，稱頌中國的富庶和文明。這本書一出版，激起了歐洲人對中國文明的向往。熱那亞人因為馬可·波羅出了名，把他釋放回國。

　　打那以后，中國和歐洲人、阿拉伯人之間的往來更加密切。阿拉伯的天文學、數學、醫學知識開始傳到中國來；中國古代的三大發明——指南針、印刷術、火藥，也在這個時期傳到了歐洲（中國的另一個大發明造紙術，傳到歐洲要更早一些）。