兄弟兩人回到義大利，此時第八次十字軍東征剛剛結束，第九次東征正在籌劃中。到教宗格裡高利十世給忽必烈的回信，於1271年動身返回中國。這一次尼科洛帶了他的兒子馬可。
他們從威尼斯乘船到黑海南岸登陸，然後從陸路輾轉於1275年抵達元上都（開平），隨後又抵達大都（北京）。
馬可波羅的聰明一直非常討忽必烈喜歡，封他許多官，也派他到各地為元朝皇帝的使者。馬可波羅去過中國很多地方和見到許多比歐洲先進的文化成就。
在馬可波羅動身回歐洲之前，方濟各會神父孟高維諾受羅馬教宗尼古拉四世派遣，於1291年經海路抵達中國泉州。
1292年，馬可波羅和父親叔叔受忽必烈委託，從泉州出發經海路護送蒙古公主闊闊真到伊兒汗國成婚。忽必烈答應他們，在完成使命後，可以轉路回國。1295年波羅一家人回到歐洲。
《馬可波羅遊記》
波羅一家人回到歐洲後，定居威尼斯。當地人很喜歡來聽他們講訴在中國的經歷，但是大多並不相信他們說的奇人怪事。
1298年，馬可波羅參加威尼斯與熱那亞之間的海戰。戰敗被俘，在監獄裡花了幾個月講他在中國的經歷給同獄的同伴聽。
魯斯蒂謙寫出的書是普羅旺斯語，出版之後很快翻譯到其他歐洲語言。由於馬可波羅在給獄友描述自己在中國等地的見聞時，老是說百萬這個，百萬那個，故他被人稱作百萬先生，而這本遊記也因此被稱作（百萬）。
在中國、日本等地則被稱為《馬可波羅遊記》、《東方見聞錄》等。原書現已遺失。幾個翻譯的版本並不太一樣。這本書非常流行，在當時沒有印刷術的歐洲是很難得的。
馬可波羅是否到過中國，一直惹來重大爭議。大多現代歷史學家相信馬可波羅確實到了中國，因為他描述了遠東生活的很多細節，如紙幣、大運河、蒙古軍、煤炭、白酒、石棉、虎，皇家郵政系統的結構。
他提到中國對日本古稱，是日本在西方文學裡第一次出現；他描述的大都附近的一座橋也較像盧溝橋。
清朝末年，英國一個探險考古隊受馬可波羅遊記的影響，到新疆去查證遊記上提到的塔克拉瑪干沙漠某處曾有的一些村落。時隔多年。村落已被沙漠黃沙掩埋，然而探險隊員在遊記上說明的地點大概位置向下發掘，果真掘出屋頂和帳篷器具、衣料、日常用具等物品，證實馬可波羅的記載論述沒有錯誤。
但是也有學者認為是馬可波羅只在中東黑海遇上多名波斯商人，從其口中聽說中國、日本和蒙古帝國等地的故事。實際上從未到過距離黑海數千公里之遙的遠東多國。
大英圖書館的中國文獻部門主管弗朗西絲伍德曾在1995年出版《馬可波羅到過中國嗎？》，指出馬可波羅在遊記中從未提及過纏腳、筷子及萬里長城等中國事物，中國官方文獻亦無馬可波羅家族與中國有直接聯繫的紀錄，其家族財產中甚至沒有任何來自中國的物件，因此推測他根本未到過中國。
2011年，義大利那不勒斯大學彼得雷拉教授提出新證據，指出馬可波羅的遊記有多個不合理的地方。
例如對1274年及1281年忽必烈兩度進攻日本的描述。多次出現了自相矛盾及錯誤，並且混淆了兩次進攻的細節：馬可波羅稱，第一次進攻的艦隊離開朝鮮半島後，在抵達日本海岸前受到颱風吹襲。但是實際上艦隊是在第二次進攻時遇上颱風的。
彼得雷拉質疑馬可波羅若親身目擊事件，不可能混淆相隔七年的兩件事。彼得雷拉亦指出馬可波羅對蒙古艦隊的描述，與考古團隊在日本發現的船艦殘骸不符：馬可波羅稱蒙古人使用五桅帆船，但是實際上船艦隻有三桅帆船。
襄陽獻炮是明顯有違史實的捏造。他自稱獻拋石機幫助攻打襄陽，獻炮的是波斯的亦思瑪因和阿老瓦丁。元史和其他資料都有他們的傳記引以為證。
此外馬可波羅多次以波斯語描述地名和物件名稱，而非使用當地所使用的語言：例如他指蒙古人用稱為唇am的瀝青令船身防水，但唇am其實是波斯語的瀝青，漢語和蒙古語中並無此詞。
德國圖賓根大學的漢學教授傅漢思在其著作《馬可波羅到過中國：貨幣、食鹽、稅收方面的新證據》一書中說明：馬可.波羅傳記中很多對中國的描述是獨一無二並且十分準確的，足以證明其真實性。
例如對他為何從未提及長城的質疑，中西方歷史學界早有共識，認為元朝以前的古長城那時已經完全殘破而不再受人關注，而現今舉世聞名的明長城自然尚未出現。
又如對現存的中國文獻中為何找不到關於馬可波羅記載的質疑，傅漢思認為是對中國古代文獻性質與密度的嚴重誤判，因為即使是同一時期羅馬教宗本篤十二世派往中國的特使團，也從未出現在中國歷史文獻中。
傅漢思認為，馬可波羅對當時中國的貨幣、食鹽生產與稅收體制的大量詳細描述，這在當時的歐洲、阿拉伯或波斯文獻中根本找不到類似的準確而詳盡的描述，說明這些獨家描述確實來自於他本人的經歷。
馬可波羅在其遊記中說，他在中國時懂得四種語言，包括它們的字母和寫法，但沒有明說是哪四種語言，因此，引起後人的揣測。近代法國人頗節認為，馬可波羅懂得的是漢文、回鶻文、八思巴蒙古文和用阿拉伯字母書寫的波斯文。
但是，著名的《馬可波羅遊記》註釋家英國人玉耳、法國人戈耳迭，卻對馬可波羅懂漢語一說持否定。認為馬可波羅懂得的四種語言，應是蒙古語、波斯語、阿拉伯語與突厥語（維吾爾語），沒有漢語。
雖然馬可波羅家人並非第一個到中國的歐洲人（教宗特使柏郎嘉賓在1246年到達蒙古帝國首都哈拉和林），因其遊記而著名，其遊記也是當時歐洲人最詳細的亞洲旅行記錄。
他的經歷激發了哥倫布和其他不少旅行家。有很多的文學作品都是基於他的遊記。馬可波羅還影響了歐洲的地圖製作，導致了弗拉毛羅地圖的出現。
傳說馬可波羅從中國帶到歐洲很多東西，如冰淇淋、披薩、義大利麵、起司火鍋、眼鏡、口琴、風箏、惡魔棍。文獻與考古上證據證明歐洲在之前時就皆已有。
威尼斯的機場現命名馬可波羅國際機場。英國衛星廣播公司1989年發射兩衛星，馬可波羅一號和二號。生意垮台，衛星被賣後改名。
1979年，日本動畫動畫紀行─馬可波羅的冒險。
香港電視台播放《馬可孛羅》，以馬可波羅17歲到42歲，動畫和紀錄片綜合播出，旁白口述馬可波羅到過哪個景點的傳奇一生。
1982年，美國與義大利曾經合作的一部電視劇《馬可波羅》。
美國國家地理雜誌專屬攝影師麥可山下，透過馬可波羅的經歷，出版了《馬可波羅》攝影集，製作三輯電視節目。
∷更新快∷∷純文字∷