Робрук отправился в путь в 1253 году с тремя спутниками. Они выехали из Акры. Там Людовик, уже освобожденный из сарацинского плена, находился вместе со своим двором. Они добрались морем до Константинополя, 21 мая добрались до Судака, а когда они вышли на равнины, раскинувшиеся к северу от Крыма, у людей создалось впечатление, что они оказались в другом мире. Путники были вынуждены терпеть грубость и вымогательства монгольских чиновников, потом их ограбили собственные проводники, но в конце концов они переправились через Дон и 31 июля достигли лагеря Сартака. Представленные несторианским священнослужителем, они были хорошо приняты. Сартак попросил их благословения, заверил, что король Людовик – величайший правитель из всех франков, осмотрел Библию, распятие, церковное облачение, королевские письма. Путники получили приказ ехать к Батыю, причем их предупредили, чтобы в присутствии хана его не называли христианином. «Он не христианин, а монгол». Робрук объяснил, что христианство им представляется названием расы и монголы настолько горды, что хотя и верят в Христа (в какой-то степени), но не желают называться христианами, считая, что их собственное название выше. Путники переправились через Волгу, убедились, что Каспий – внутреннее море, и поплыли по реке в лагерь хана, вид которого вселил в них страх. Он был как огромный город, протянувшийся на большое расстояние, окруженный со всех сторон. Батый дал им аудиенцию, сидя на золотой кушетке. Рядом расположилась одна из его жен. Он подробно расспросил гостей, но никак не комментировал их ответы. Он угостил их кумысом и предложил ехать дальше – к Мунке. Запасшись теплой одеждой, они тронулись в путь 14 сентября, переправились через реку Крал, сильно страдая от холода и голода, проехали мимо озер Балхаш и через страну уйгуров, где встретили многих несторианских священнослужителей и провели двенадцать дней в Каялыге (современном Казахстане) и к Рождеству добрались до лагеря Мунке, что к северу от Алтая. 4 января 1254 года их принял великий хан, который сидел на кушетке в шатре, покрытом золотыми тканями. Путники увидели, что Мунке – мужчина среднего роста с приплюснутым носом в возрасте сорока пяти лет. Когда они сказали, что их прислал Батый, великий хан воскликнул: «Так же как солнце посылает свои лучи во всех направлениях, так же моя власть и власть Батыя распространяется везде». Это подтверждает тот факт, что монгольская империя являлась, по сути, диархией. Кроме того, аудиенция была затруднена: переводчик был пьян, а сам Мунке, будучи навеселе, ударил Робрука. Христианские симпатии Мунке были очевидны: при дворе было много несторианских священнослужителей, и в лагере была христианская церковь, в которой Мунке иногда посещал службы вместе с женой. Но хотя армянский монах клятвенно заверил Робрука, что хан примет крещение во время праздника Крещения, двумя днями позже ничего подобного не произошло, и вместо этого путники получили возможность наблюдать, как Мунке выполняет древний ритуал с костями овцы.
С приближением весны двор стал готовиться к переезду на север в Каракорум. Монахи сопровождали его и прибыли в монгольскую столицу в Пальмовое воскресенье. Столица не произвела впечатления на Робрука. Это место было не больше, чем Сен-Дени, небольшая деревушка за пределами Парижа, и оно было разделено на две части, мусульманскую и китайскую. Терпимость ханов проявилась в двенадцати храмах, двух мечетях и одной церкви. Таким образом, Робрук дал первое европейское описание монгольской столицы. В Каракоруме было много европейских пленных и иностранных послов. Робрук заметил женщину из лотарингского города Меца по имени Пакетта, которая была замужем за русским, парижского ювелира Вильгельма Буше, англичанина Базиля. Все они были взяты в плен в Венгрии в 1241 году. Среди пленных были также люди халифа, султана Рума и султана Индии. Словом, люди всех возможных рас и вер собрались в центре монгольской империи. Тем не менее монахи надеялись, с помощью Болтая – самого могущественного человека в империи при Мунке, обратить в христианскую веру хозяина империи. Самое большее, что им удалось, – принять участие в теологических дебатах, устроенных для него, в которых христиане, мусульмане и буддисты излагали основные принципы своей веры.