公元前 330 年希腊亚历山大大帝扩张到中亚,并建立了大夏国。其还在直至兴都库什一带,建立了许多希腊城市。公元前 1 世纪统治印度的是塞人,而后建立的贵霜帝国也是塞人建立的。这些有着深厚印欧文化底蕴的商旅不仅促进了商品的交流,而且也将印欧影响烙在盆地上。在高昌故城,曾出土过数千件摩尼教文献残片和一些壁画。中古时期基督教在亚洲的一派——景教(Nestorianism)于公元 431 年后从君士坦丁堡向东发展。在吐鲁番的肖依拉克废墟中,也发现过一批残缺的基督教文献,勒柯克甚至发现一座景教教堂的废墟以及一幅绘有基督教Palm Sunday 节情景的壁画。这些来自印欧文化区的宗教在思想意识上极大地影响了盆地居民,从主观上加强了盆地印欧化的程度。盆地的艺术形式主要有壁画和舞蹈。植根于希腊艺术的大夏、贵霜王朝的壁画在佛教诞生前就已传到盆地。尼雅就曾出土手持丰裕羊角的希腊女神狄刻。伴随佛教进入龟兹的石窟壁画,由希腊艺术和佛教艺术结合产生的犍陀罗艺术在南北朝进入鼎盛发展的时期印欧语言的盛行给盆地带来的直接影响就是出现大量的佛教文献、本生和譬喻故事。在焉耆、龟兹出现的吐火罗语佛经,更是汉译佛典的蓝本。季羡林得以成为东方国学大师,主要得益于他懂得吐火罗文,这门语言在全世界也只有十几个人懂得。塔里木盆地印欧化衰减的直接原因是突厥化的兴起,间接原因是中原影响的深入、伊兰人的本土化和伊斯兰教的东扩。