唐太宗贞观十二年（638），突厥发生内乱，以伊犁水为界，西部另立乙毗咄陆为可汗，和唐朝对立，且与东部的高昌国结盟，阻挡往来西域的商贾，切断了西域东来长安的道路，使韦弘机无法东归，在西域停留了三年。三年中他游历了许多国家，所到之处，裂裳记录了各国的人情风俗和地理物产等。还朝后，他将所记撰成《西征记》一书。唐太宗召他询问西域情况，他将此书呈送皇帝。太宗赞赏他的才干，将他擢为朝散大夫，后累迁殿中监。李弘

高宗显庆年间，韦弘机任檀州（治所在今河北密云）刺史。这里荒僻，文化落后，百姓无条件读书识字，他便修建学校，自任教师，收学生入校读书，使这里的文化事业得到发展。

显庆五年（660）底，高宗派兵东征高丽。当军队到达滦河时，因雨发生洪水，军队受阻，弘机筹备粮草运到军营，高宗闻报非常高兴，即擢升他为司农少卿。后当他主管东都洛阳营田时，有一宦官违犯法禁，他下令将其拘捕、杖责，事后方报告高宗，高宗赞赏他执法严明，奖他绢50匹，并说：“以后再有违法者，你可尽管处治，不必奏报。”又将他擢升为司农卿。