这期间纪晓岚常随同巴彦弼到军台巡视，巴彦弼去特纳格尔筹划营地，也带上纪晓岚。特纳格尔在唐代属金满县辖地，还可以看到残存的唐碑。这引起了纪晓岚对唐代北庭都护府遗迹考察的浓厚兴趣。

唐代统一西域的历史始于唐太宗贞观四年（630），东突厥汗国灭亡，伊吾归唐，为其打开了序幕。对这一段历史，饱读史书的纪晓岚再熟悉不过，但他却从来没想到，有一天他能够对北庭都护府遗迹做实地考察。

北庭都护府的前身是庭州。武后长安二年（702）十二月，武则天重置汉军建置北庭都护府，治所就在庭州，管瀚海、天山、伊吾三军，为的是加强天山北麓地区的边防实力。到了中宗中期，唐朝决心西结突骑施、黠戛斯，策划北伐后东突厥汗国，北庭即为西路军大本营，战略位置十分重要。景龙三年（709），正式由北庭都护府晋升为北庭大都护府。

唐代北庭都护府的旧城址，就在吉木萨尔。而吉木萨尔这个地名正是由金满演变而来。城是当年卫公李靖所建，城墙周长四十里，都是用土坯垒的，每个土坯厚一尺，宽一尺五六寸，长二尺七八寸。旧瓦也有一尺多宽、一尺五六寸长。城内有一座寺庙，已全部坍塌，石佛像从腰部以下埋进土里，剩下的上半身还有七八尺高。庙里有一口钟，一人多高，四周都铸有铭文，锈蚀得模模糊糊，一个字也辨认不清。纪晓岚刮去锈斑，根据字的笔画，像是隶书。这个废城中到处有煤，挖地一二尺才能看见土。当地额鲁特人说：“这座城过去是用火攻陷的，四面的炮台，都是攻城时修筑的。这事发生在哪一代、是什么人，就说不出来了。大概是在准噶尔部占领之前。”城东南的山岗上有一个小城，和大城形成掎角之势。额鲁特人说：“因为有这个城的阻碍，城没能攻下来，于是就用炮攻。”

纪晓岚和迪化督粮道永余斋、屯田千总赵俊奉命来筹划营地，由于这地方山重路杂，议论了好几天也没定下来。纪晓岚说：“李卫公勘察地形，肯定比我辈更有经验，他筑城的地方必是要塞，不如就在他筑城的地方扎营。”大家认为他说得对，筑营的方案因此很快确定下来。

纪晓岚听说两年前筑昌吉城时，掘出了一只大罂，这口大罂快要朽蚀了，里面装着满满一罂面粉，居然还能食用。昌吉故城存在于元代以前，久已废弃，乾隆二十六年（1761）十月，都司永海和革职总兵武士胜率兵在昌吉河头筑城，翌年八月竣工，朝廷赐名宁边。昌吉故城毁于元代之前，怎么会埋下了中原的粮食？纪晓岚为此颇费思索。

又闻昌吉筑城时，掘土至五尺多深，挖出了一只纻丝绣花女鞋，金莲三寸，绣工细腻精良，尚未全朽。这件事又让纪晓岚大伤脑筋。五尺多深的地下，最少也埋了几十年，竟然没有朽烂。额鲁特地初入版图，何缘有此？而且额鲁特女子并不缠足，何以得作弓弯样，仅三寸许？莫非此地早就有汉人居住，有了多民族融合的图景？纪晓岚苦苦地思考这些问题，他的一些考据发现后来都写进了《乌鲁木齐杂诗》和《阅微草堂笔记》中。