兄弟两人回到义大利，此时第八次十字军东征刚刚结束，第九次东征正在筹划中。到教宗格里高利十世给忽必烈的回信，於1271年动身返回中国。这一次尼科洛带了他的儿子马可。
他们从威尼斯乘船到黑海南岸登陆，然后从陆路辗转於1275年抵达元上都（开平），随后又抵达大都（北京）。
马可波罗的聪明一直非常讨忽必烈喜欢，封他许多官，也派他到各地為元朝皇帝的使者。马可波罗去过中国很多地方和见到许多比欧洲先进的文化成就。
在马可波罗动身回欧洲之前，方济各会神父孟高维诺受罗马教宗尼古拉四世派遣，於1291年经海路抵达中国泉州。
1292年，马可波罗和父亲叔叔受忽必烈委託，从泉州出发经海路护送蒙古公主阔阔真到伊儿汗国成婚。忽必烈答应他们，在完成使命后，可以转路回国。1295年波罗一家人回到欧洲。[
虽然马可波罗家人并非第一个到中国的欧洲人（教宗特使柏郎嘉宾在1246年到达蒙古帝国首都哈拉和林），因其游记而著名，其游记也是当时欧洲人最详细的亚洲旅行记录。
他的经激发了哥伦布和其他不少旅行家。有很多的文学作品都是基於他的游记。马可波罗还影响了欧洲的地图作，导致了弗拉『毛』罗地图的出现。
传说马可波罗从中国带到欧洲很多东西，如冰淇淋、披萨、义大利、起司火锅、眼镜、口琴、风、恶魔棍。文献与考古上证据证明欧洲在之前时就皆已有。
威尼斯的机场现命名马可波罗国际机场。英国卫星广播公司1989年发『射』两卫星，马可波罗一号和二号。生意垮台，卫星被卖后改名。
1979年，日本动画动画纪行─马可波罗的冒险。
香港电视台播放《马可孛罗》，以马可波罗17岁到42岁，动画和纪录片综合播出，旁白口述马可波罗到过哪个景点的传奇一生。
1982年，美国与义大利曾经合作的一部电视剧《马可波罗》。
美国国家地理杂专属摄影师麦可山下，透过马可波罗的经，出版了《马可波罗》摄影集，作三辑电视节目。
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