上都是元世祖忽必烈的夏宫，有用大理石砌造的富丽堂皇的宫殿，并辟有一个很大的猎园，园内小河纵横，猎物成群。忽必烈得知尼哥拉又来到了中国，非常高兴，立刻召见他们。遵照蒙古人的礼仪，他们向忽必烈跪拜，并呈上了教皇的信件、礼品和从耶路撒冷圣墓中取来的一瓶圣油，一个饰有黄金及宝石的水晶花瓶。忽必烈看了看多年不见的尼哥拉和马菲尔，又定晴注视着年轻的马可，好奇地问：“这个英俊的小伙子是谁啊？他叫什么名字？
尼哥拉回答道“他是我的儿子，名叫马可·波罗。”
忽必烈非常喜欢马可，下令把马可列入宫廷荣誉侍从的名册，作为他宠信的侍从之一。忽必烈请他们在夏宫住了好几天，听他们讲沿途的见闻。一个月后，忽必烈带着大队人马返回了元朝大都（今北京），尼哥拉一行也随同前往。
聪明好学的马可努力学习蒙古语、土耳其语、波斯语和汉语。忽必烈对马可广泛的兴趣、强烈的求知欲望和坚定的意志大为赞赏，决定任命他为钦差特使，前往各地巡视考察。马可奉命出巡山西、陕西、四川、云南、西藏、山东、浙江、福建等地，收集到许多珍贵的见闻。在青藏高原，马可看到了奇妙的盐泉，饶有兴趣地观看了当地人用盐泉水制作盐币的过程：他们把盐水煮成糊状，再捏成一个个圆形的小盐饼，在小园饼上盖上大汗的印后烘干，就成了盐币。
云南丰富的动植物资源令马可叹为观止，那里有麝、虎、熊、鹿、羚羊、蛇、鳄鱼以及种类繁多的飞禽，还有丁香、肉桂和生姜等香料植物。
马可认为东方最宏伟、最了不起、最富饶的地区是江南，尤其是杭州这座城市及其美丽秀气的西湖。
马可每到一地，都要详尽考察当地的风土人情、物产情况，然后记载下来向忽必烈报告。就这样，他在这个神秘富庶的国度整整呆了17年之久。
转眼之间，马可已经38岁了，尼哥拉和马菲尔也已白发苍苍，两位老人希望在有生之年重返威尼斯故乡。不久，机会来了：波斯的伊儿汗国派来使者，请求忽必烈赐婚。忽必烈选定了一位蒙古公主，决定把她从海路送到伊儿汗国去，在尼哥拉的多次恳求下，忽必烈才同意让他们护送蒙古公主去伊儿汗国。
1292年春天，尼哥拉一行与600余人组成的护送队起航了。船队沿着中国海岸南下，绕过越南驶抵苏门答腊。那里，马可看到了被欧洲人奉为珍品的丁香、胡椒、肉豆蔻和肉桂等各种珍贵香料。船队行驶到马六甲海峡时遇上了一场大风暴，一半以上的船只被毁坏，马可等3人差点沉入海底，葬身鱼腹。不久，船队来到了锡兰岛，在岛上，马可看到了世人传说中的大红宝石。这块宝石大约有一个椰子那么长，同人的胳膊那么粗，像火焰一样发出闪闪的红光。
船队又朝着波斯湾的霍尔木兹驶去。一天，平静的海面上突然出现了几十条冒着黑烟的小船。不一会儿，这些小船把马可的船队包围了起来。“海盗！”船员们大声惊呼，纷纷拿起武器准备抵抗。这时，马可说：“不行，靠这点兵力无法抵抗凶狠的海盗，只会引来全军覆没。”
有人在扯风帆，想借风力加快船速，但海盗船比马可他们的船开得更快。
马可沉思了一下，说：“这一带的海盗情况我熟悉，他们只抢财物不伤人，我们只要把最贵重的珍宝藏起来就行了。”
马可让人去找来了一个空酒坛，让船上的人把贵重珍宝都放在里面，然后在坛口蒙上一件衣服，用绳子紧紧扎住，在酒坛外系上一个绳套，然后把绳套的另一头拴在不被注意的船尾舵上，把酒坛沉到海水里。海盗船靠近了，只听得一阵乱叫，海盗纷纷攀援上来，他们你争我夺地抢劫了船上剩下的所有值钱财物。海盗头子还不满足，走到甲板上，盯着船员大声嚷嚷：“听着，你们这班狡猾的东西，你们把珠宝都藏到哪里去了？不说！哼，我知道它们藏在哪里，就藏在你们的肚子里！”
海盗头子狞笑着命令手下端来一碗黑乎乎、臭哄哄的药水，一个接一个灌进船员的嘴里。立刻，所有的船员都猛烈地呕吐起来，可是除了吐出食物和胃液，什么也没有。海盗头子这才罢休，带着手下人离开了。
经过两年多时间，马可的船队才到达波斯湾，完成了护送任务。又经过近一年的时间，马可终于回到了阔别24年的故乡威尼斯。
尼哥拉一行的归来，引起了街坊邻居的轰动，而且很快传遍了整个威尼斯，成为当时的一件特大新闻。
1298年9月，威尼斯与热那亚爆发了一场战争。马可为了保护威尼斯，自己出钱买了一艘战舰，号为“东方”舰，并亲自担任舰长。在与热那亚舰队的一次大海战中马可被俘，被关押在热那亚的监狱里。
消息传到了威尼斯，尼哥拉心急如焚，他携带着贵重的金银珠宝，日夜兼程赶往热那亚，想用重金把儿子赎出来，可是没能得到热那亚当局的同意。
尼哥拉只得伤心地返回威尼斯，整天为儿子的命运担忧。不久，马可从狱中托人带出的一封信，送到了尼哥拉手中。原来，热那亚当局得知“东方”舰舰长就是大名鼎鼎的探险家马可·波罗，便对他肃然起敬，并特地关照监狱长要优待马可，绝对不准虐待拷打他。在狱中，经常有人要求马可讲述他在东方的探险奇闻。他的传奇故事深深地吸引了同牢难友、著名小说家鲁思梯谦，在鲁思梯谦的建议下，马可决定把这些故事系统地记录下来，编成一本东方探险游记。尼哥拉看信后非常高兴，他马上把弟弟马菲尔找来，对他说：“马可要写一本我们去东方探险旅行的书，你赶快把记载着沿途各地风情的本子找出来，送到热那亚去。”
第二天一大早，马菲尔便背着一大摞本子，赶往热那亚。就这样，在阴冷、潮湿、黑暗的牢房里，由马可口授，鲁思梯谦笔录，完成了一部不朽的名著——《马可·波罗游记》，即《东方见闻录》。
这部不朽的著作不仅大大开拓了欧洲人的地理视野，而且也大大激发了欧洲人对东方更强烈的向往。后代许多探险家根据《马可·波罗游记》所提供的地理知识和马可绘制的“世界地图”，在马可探险精神的鼓舞下，开创了“地理大发现”的探险黄金时代，向着未知的新世界去完成他们伟大的探险事业。
我们现在对照他的游记，可以大体了解这位旅行家的足迹所至，可以说，有史以来任何一个欧洲人都无法和他相比。大约在1271～1280年，马可·波罗首次离开元朝大都，到达我国西南边疆的云南省，出访云南之后，他又遍历我国江南一带。除此之外，他不仅奉忽必烈的使命去过东南亚的印度尼西亚、菲律宾、越南和缅甸等。作为一个欧洲人，他还被破例委派为扬州的地方官，在那里生活了3年。
游记中指出，元大都的整体是正方形的，范围是38公里，每边约10公里，周围环绕着土建的城墙。全城的设计都用直线规划，大体上所有街道都是笔直的。分配给居民建房的土地，也是四方形的，并且彼此整整齐齐地排列在一条直线上。“整个城区按四方形布局，如同一块棋盘。设计的精巧和美观简直非语言所能描述。”马可·波罗如果不是亲眼目睹，对元大都是不可能了解得如此透彻的。
不仅如此，马可·波罗还非常正确地指出：“新都的中央，耸立着一座高楼，上面悬挂着一口大钟，每夜鸣钟报时。”这自然指的是鼓楼之北的钟楼。“第三次钟响之后，任何人都不得在街上行走，除非遇着紧急事物，如孕妇分娩或有人生病，非出外请医生不可者可以例外。但是如果遇到这种情况，外出的人必须提灯。”从这些细节描写中不难看出，如果没有在大都城生活过，马可·波罗不可能有这样细致入微的观察。
再来看看马可·波罗在中国各地的旅行，他第一次前往云南时用了4个月，离开大都城，马可·波罗经过永定河上的卢沟桥来到涿州。他对横跨永定河上这座石桥赞美不已：“这也许是世界上无与伦比的大石桥。桥长300步，宽8步，10个人骑马并肩而行，也不感觉到狭窄不便。24个桥拱，由25个桥墩支立水中，支撑着桥身，桥拱用弧形的石头堆砌而成，显示了造桥技术的高超绝伦。”
他从西安穿过秦岭进入汉中，最后来到一马平川的成都平原。马可·波罗正确地指出了成都平原的富饶和水利的关系：“这座城市（指成都）有许多大小河川发源于远处的高山，河水从不同的方向围绕和穿过这座大城，供给城市必须的用水。有些河川宽达八百步，有些宽二百步，而且都很深。”
他还介绍了长江流域的情况：“大川细流和地下各条支流汇合成一条大江（长江），这条江水东流入海，全线要航行一百天的路程。沿河两岸和邻近的地方，有着许多市镇和要塞，河中船舶舟楫如蚁，运载着大宗商品，来往于这个城市。”
他对我国西南边远地区的风土人情作了广泛深入的了解。在谈到大理时，他说：“这里有一个湖（即洱海），方圆近160公里，在湖中可以大量捕捞各种鱼类，有些鱼体积很大。”他还提到云南西南部深山密林中的瘴气：“夏季期间，这里一片山岚瘴气，郁闷而又不卫生。所以，商人和其他外地人被迫离开这里，避免无谓的死亡。”他还到过与云南毗邻的缅甸北部，逼真生动地记述了缅甸国王陵墓前面两座棱锥形的金塔：“圆形的塔顶，悬挂着许多小小的金铃和银铃，经风一吹，叮当作响。两塔都高达10步，交相辉映，构成了一幅巍峨壮丽的景致。”
从云南出使归来后，马可·波罗又多次前往我国东部和江南各地旅行，请看他对京杭大运河的描述：“这条交通线，是由许多河流、湖泊，以及一条又宽又深的运河组成的。这条运河，是根据大汗的旨意挖掘的，其目的，在于使用船只能够从一条大河转入另一条大河，以便从蛮子省（指我国南方）直达汗八里，不必取道海。”他对杭州的风景秀丽、商业繁华、交通便利、市容美观更是赞不绝口：“这座城市的庄严和秀丽，堪为世界其他城市之冠。
这里名胜古迹非常之多，使人们想像自己仿佛生活在天堂，所以有‘天城’之名。”他还自称：“马可·波罗时常游历这座城市，对这里的每一事情，都进行了细致入微地观察，并且一一记录下来。”