第一次，是他跟随北魏孝文帝元宏巡视边镇。《水经注》载：“塞水出怀朔镇东北芒中，南流广德殿西山下。余以太和十八年从高祖北巡，届于阴山之讲武台，台之东有高祖讲武碑，碑文是中书郎高骢之辞也。自台西出南山上，山无树木，惟童阜耳，即广德殿所在也。”《魏书》对这次“车驾北巡”有更为详细的记载。时间是：太和十八年（公元494年）七月出发，路线是：“戊戌谒金陵（今和林县境），辛丑幸朔州（今托县境）……八月甲辰行幸阴山，观云川。丁未幸阅武台，临观讲武。癸丑，幸怀朔镇（今固阳县境），已未，幸武川镇。辛酉，幸抚冥镇（今四子王旗境）。”
另一次，郦道元未写明时间，但路线与前者截然不同。《水经注》载：“芒干水（今大黑河）又西南迳白道谷口，有城在右，萦带长城，背山面泽谓之白道城（今坝口子村境）。自城北出，有高阪谓之白道岭（今蜈蚣坝）。沿路惟土穴出泉，挹之不穷。余每读琴操。见琴慎相和雅歌录云‘饮马长城窟’，及其跋涉斯途，追怀往事，始知信矣。”接着写白道中溪水“发源武川北塞中，其水南流迳武川镇城……西南流历谷，迳魏帝行宫东，世谓之阿计头殿。”
显然，郦道元二进武川镇是经由蜈蚣坝这条古道的。也就是说，前次是由西而东，第二次是由南而北。此外，孝昌初年（公元525年），孝明帝元诩诏令郦道元：“以沃野、怀朔、武川……诸镇并改为州，驰驿与大都督李崇筹宜置立，裁减去留。”郦道元已从洛阳出发北上，但因“六镇”爆发农民起义，“不果而还”。
《水经注》的记载为我们今天研究1500多年前的历史、考证古城遗址，如武川镇之所在，提供了准确、有力的依据。