如此丰富的水源为什么会枯竭呢?有人认为是生态环境的改变，导致河流缓缓改道，楼兰绿洲来水日复一日逐渐减少，最终断流。也有人认为风沙堵塞了下游河道，塔里木河改道南流。楼兰国民对此智穷力尽，束手无策，只好携儿带女，背井离乡。公元542年，在一个叫郑米的人带领下，远迁伊吾一带。楼兰，作为一个活生生的城市从此消亡了。
以后的千余年，古城干燥如烟，从未得到地表水的滋润，楼兰女尸也因而得以幸存。时至今日，楼兰遗址仍是一个极度荒漠、焦干的世界!这对我们一些无视生态环境保护的人，无疑是一个有关生死存亡问题的古远的警告!
但是，楼兰的衰亡，到底是否完全发生在水系变迁之后，尚且论据不足.很难论定。
有人认为，是异族战争葬送了这座城市。前已述及，古楼兰位于孔雀河三角洲，扼中西陆路交通之咽喉，是西域屯田的中心之一，镇丝绸古道之门户。
西汉时，从楼兰西北行、可以到达西域都护府乌垒;北行通屯垦要地吐兽番，西南通且末、于闻，出葱岭而达大月氏。在交通、军事、政治上，楼兰处于极为重要的地位，它在罗布泊乃至整个西域，举足轻重，素为兵家必争之地。城内城外的烽火台，至今留有遗迹。楼兰城也就是在烽烟起伏的战乱中发展壮大的。
楼兰的衰亡，自然与频繁的战争有关。但是，说异族入侵是楼兰衰亡的最根木的原因，似乎失之偏颇，即使楼兰城在战火中夷为废墟，但如此关要之地，楼兰人为什么没有重建家园呢?
有人认为，楼兰的衰亡是由于丝路的改道。的确，丝路一旦改道，楼兰城的繁荣就可能受到冲击乃至衰落，但丝路为什么会突然改道呢?何况，经济的衰落能导致同时是屯田中心的楼兰城的彻底毁灭、乃至永绝人烟吗?
一种较有说服力的观点是:由于自然环境的日益恶化，主要是水源的严重不足乃至枯竭，楼兰城就这样“渴”死了。