西域，這個充滿的黃沙，戈壁灘，綠洲，幾乎是歷代強大的中原王朝都會經營的地方，在唐朝也是如此。唐朝立國之初，和漢朝的形勢頗為相像，都處在北方少數民族的壓迫之下，李淵太原起兵，也不得不先向突厥稱臣，然後才能無後顧之憂。突厥在唐朝立國之初，卻很不給太宗李世民面子，居然傾國之兵南下，這就造就了中國歷史上的一個經典橋段—渭水之盟，太宗皇帝六騎赴會，談笑之間退強虜，終於使得唐帝國免受開國時的磨難。上天是很眷顧大唐的，沒有讓唐朝重複漢與匈奴長達數百年的戰爭，在貞觀四年（公元1104年），驚才絕豔的不世名將李靖，僅僅以三千之眾，奇跡般使得突厥主力土崩瓦解，而後與另一位大唐名將李世績的配合之下，一舉將東突厥徹底消滅。（這裡被消滅的突厥是政權名而不是民族）於是在大約50年中（630－682年），東突厥汗國臣屬於中國。和碩。柴達木的突厥碑文上記道：“貴族子弟，陷為唐奴，其清白女子，降作唐婢。突厥之匐，棄其突厥名稱（或官銜），承用唐官之唐名（或銜），遂服從唐皇，臣事之者五十年。為之東征向日出之方，西征遠至鐵門。彼等之克國除暴，皆為唐皇。出力也。”唐朝利用投降的突厥軍隊作為先鋒，在西域建立了自己的統治地位。
消滅突厥之後，唐朝正式開始了對西域的經營。在伊吾（哈密）、鄯善等國臣服於唐朝之後，唐朝又於貞觀十四年攻滅了西域上的絆腳石—高昌國，建立了西州和安西都護府。此後唐朝連續剿滅了焉耆、龜茲、疏勒、於闐等二十幾個不聽話的西域小國，建立了以安西四鎮為核心的西域統治體系。當時的安西四鎮為龜茲（今新疆庫車）、疏勒（今新疆喀什）、於闐（今新疆和田西南）、焉耆（今新疆焉耆西南），安西都護府則座落在龜茲鎮。中國有史以來最偉大的詩人之一李白，即是出生在西域的碎葉城中，這也算是唐朝經營西域的成果之一吧。顯慶二年（657年），唐軍滅西突厥汗國，將整個西域納入了自己的掌控之下。唐朝在中亞碎葉川以東置昆陵都護府，以西置蒙池都護府，皆隸屬於安西都護府。於是原臣服於西突厥的昭武九姓等中亞諸國紛紛歸附唐朝，唐朝的直接統治已經伸延到帕米爾地區。（昭武九姓國即是位於今阿姆河（Amudar'ya）及錫爾河（Syrdar'ya）流域，原隸屬俄羅斯並位居中亞細亞以南的的地域中，最遠至鹹海（AralSea）、裡海以東一帶的康國（Samarqand）、安國（Boukhara）、石國（Chach）、史國（Kesh）、曹國（Khebud）、何國（Koshana）、米國（Maimargh）、燖（Khwaresm）、戍地（Betik）等九個國家。該九國因其祖輩世代居住甘肅祁連山昭武城，雖然分成九個國家，但仍以昭武為姓。所以歷史上統稱昭武九國，也被稱作粟特（al-Sughd）諸國。）
和漢朝僅僅是屯墾戍邊不同，唐朝對西域是實實在在的開發和統治。首先唐朝在西域建立了十分完善的軍政管理機構，以都護府為最高行政機關，下轄軍事和行政兩大管理系統，官有定員，職有專任。二是著眼於綜合開發，使各方面建設相輔相成。因地製宜，既推行屯田製，又在東疆地區引進內地的均田製和租庸調製，對招募的屯民則實行租佃製和分成製。軍事上推行兵農合一的府兵製，使駐軍很好地擔負起屯墾戍邊的雙重職責。三是尊重各民族的權益，不搞民族歧視。任命其本民族的首領管理其內部事物，各少數民族不必向中央政府繳賦稅。這些政策使得以安西四鎮為中心的西域地區開始繁榮興旺起來。下面是安西都護府的具體統治範圍。唐朝在中亞南部暨阿富汗地區大規模建制行政區劃有兩次。659年，設立了217個州縣。661年，在興都庫什山以南的16國設立了8個都督府；76個州；110個縣，126個軍府。這些部門均受安西大都護府管轄。早期建制的主要地區：（前面為今地名）塔什乾：當時稱為“石國”。658年已經設立了大宛都督府。費爾乾納：當時稱為“寧遠”。658年設立循州都督府。撒馬爾罕：總稱為“康”。631年設立康居都督府。米國：在撒馬爾罕南部。658年設立南謐州，任命刺史（唐朝的州長叫刺史）。卡塔-庫爾乾：當時稱為“何國”。641年設立貴霜州，任命刺史。烏拉-提尤加：在寧遠西南四百裡，當時稱為東曹。唐高祖時已經歸附。沙赫裡夏勃茲：當時成為“史國”，642年設立劫法州，任命刺史。布哈拉：古代成為“安國”，設立安息州，任命刺史。661年的區劃設置主要在阿姆河中上遊及今阿富汗境內。經過這兩次建制後，唐朝在中亞南部暨阿富汗地區的主要行政區劃包括：鳥飛州都督府：主要在今瓦克汗走廊——就是阿東部與我國相連的那個長尾巴。另管轄1個州，州治所在今薩爾哈德。至拔州都督府：在今塔吉克斯坦的達爾瓦茲地區。天馬都督府：在塔吉克斯坦的卡非尼河盆地。下轄3個州。悅班州都督府：治所在烏茲別克的迭腦。高附州都督府：在今阿、塔邊界一帶。下轄2個州。漢朝時的高附指喀布爾，與唐朝的高附州都督府位置不同。王庭州都督府：在今塔吉克的西南角。姑墨州都督府：治所在今烏茲別克的蘇爾漢河口。月氏都督府：治所在今阿富汗的昆都士。下轄25個州。大汗都督府：下轄15個州。旅獒州都督府：在今土庫曼與阿富汗之間的安德胡伊一帶。奇沙州都督府：治所在今阿富汗西北的希巴乾。昆墟州都督府：在土庫曼東南的木耳加河一帶。修鮮都督府：治所在今喀布爾。公元619年已向唐表示歸附。管轄10個州。寫鳳都督府：治所在今阿富汗的巴米揚。管轄5個州。條支都督府：在阿富汗南部，管轄9個州。李白有詩雲：“洗兵條支海上波”，因此有人認為唐朝軍隊可能曾越過阿富汗到達阿拉伯海邊。波斯都督府：不在伊朗，而是在今錫斯坦。阿拉伯哈裡發東侵後，波斯不能抵擋，王子親赴長安求援。唐朝冊封定立三代波斯王室後裔為波斯都督，有的晉封為波斯國王，在今阿、巴、伊邊境一帶立國，但終於未能恢復薩珊王朝在波斯本土的王統。
隨著大唐帝國的興起，同時代也有兩個強國正在悄悄崛起，一個就是青藏高原上有史以來最強大的帝國—吐蕃帝國，還有就是中東崛起的阿拉伯帝國。這兩個國家同唐帝國成為了這段時期西域歷史的主角。先由吐蕃談起，安西四鎮的興旺很快就引起了吐蕃的覬覦，吐蕃於公元670年唐高宗鹹享元年對安西都護府發動了第一次攻擊，拉開了兩國爭奪西域的序幕。此後唐朝與吐蕃在四鎮幾番爭奪，四鎮數度易手，終於唐朝在公元692年武周長壽元年，由唐武威軍總管王孝傑與武衛大將軍阿史那忠節聯兵攻破吐蕃，安西四鎮的爭奪戰終於暫時告了一個段落。下面羅列一下這其中反覆的戰鬥過程。鹹亨元年（670）吐蕃陷安西，四鎮罷上元二年（675）唐朝收復安西四鎮儀鳳三年（678）吐番西取龜茲等四鎮調露元年（679）唐朝複置龜茲、碎葉、於聞、硫勒四鎮永隆元年（680）吐蕃又攻陷龜茲等四鎮永淳元年（682）安西副都護王方翼平西域，恢復龜茲等四鎮垂拱元年（685）吐番攻佔龜茲等四鎮垂拱二年（686）唐朝金牙軍收復龜茲等四鎮永昌元年（689）吐善擊斬安西都護閻溫古，破龜茲等四鎮武周長壽元年（692）武威軍總管王孝傑大破吐善，複收四鎮，重置安西都護府於龜茲，駐唐兵3萬。從唐高宗到武則天這62年間，唐朝在西域與吐蕃進行了連續不斷的拉鋸戰，終於將太宗皇帝所打下的基業維持住了。吐蕃在西域受挫之後，也不得不承認唐朝的實力，吐蕃史料裡面就有描寫。“聖神讚普鶻提悉補野，自天地渾成，入主人間，為大蕃之首領，……建萬世不拔之基業焉。王曾立教法善律，恩澤廣被，內政修明、熟嫻謀略，外敵懾服，開疆拓土，權勢增盛，永無衰頹。此威德無比雍仲之王威嚴煊赫，是故，南若門巴天竺，西若大食，北若突厥、拔悉蜜等雖均可爭勝於疆場，然對聖神讚普之強盛威勢及公正法令，莫不畏服俯首，彼此歡忭而聽命差遣也。東方之地曰唐，地極大海，日之所出，此王與蠻貊諸國迥異，教善德深，典籍豐閎，足以與吐蕃相頡頑。”（王堯編著《吐蕃金石錄》，文物出版社，1982年版，P43.）從這段出自吐蕃之口的話可以看到，吐蕃將其周邊的天竺、大食、突厥、拔悉蜜等均列入了“莫不畏服俯首，彼此歡忭而聽命差遣”之國。而在吐蕃眼中，唐朝則是唯一“與蠻籍諸國迎異，教善德深，典籍豐閎”並“足以與吐蕃相頡頑”的文明大國，唐朝在吐蕃心目中的這種強大和顯赫的地位，正是軍事上的勝利和文化上的強盛帶來的。時間流逝，終於到了玄宗皇帝的時代，唐朝的國力經過幾十年的休養生息，在玄宗皇帝時期達到了頂點，而玄宗皇帝也是一個有遠大志向的皇帝，他並不滿足於只是作一個守成的君主。於是在他的領導下，唐朝開始了大規模的對外用兵。由於府兵製的崩壞和朝廷連年用兵，玄宗皇帝用募兵製代替了府兵製，唐朝政府在邊疆地區大量的招募兵源，蕃兵們於是大量進入軍隊。由於蕃兵驍勇善戰，加上李林甫的私心，少數民族將領很快就成為了唐朝對外戰爭中的主角。同時，由於軍隊由邊防軍改成全部由長期服役的健兒組成的職業軍，使得唐朝軍隊的戰鬥力大大的提升，這樣的改革帶來的效果在唐朝的對外戰爭中被證明是極其有成效的（當然這種改革也是導致安史之亂，藩鎮割據的根源）。此時的阿拉伯帝國也已經加入了爭奪西域的行列，並且在開元三年（公元715年）和唐朝有了第一次衝突，西域終於變成三個大國之間的角逐。
由於國力的強盛，在西域方面優勢開始向唐朝一邊傾斜，吐蕃在西域的擴張受到連續挫敗，甚至與阿拉伯帝國聯盟也不能佔得絲毫的便宜。首先在開元三年（公元715年），吐蕃與大食共同立了阿了達為王，發兵攻打唐朝屬國拔汗那國。監察禦史張孝嵩與安西都護呂休璟率旁側戎落兵萬餘人，擊敗吐蕃大食聯軍，奪得中亞重要的屬國拔漢那，威振西域。然後是開元五年（公元717年），突騎施聯合吐蕃和大食（阿拉伯）攻打四鎮，被唐朝再次擊敗。接著是開元十年（公元722年），吐蕃大軍攻打唐朝屬國小勃律，北庭節度使張孝嵩率疏勒副使張思禮以步騎四千救援，大敗吐蕃軍。而阿拉伯方面，首先在被阿拉伯人稱為“列王之父”的阿卜杜勒。麥立克（685—705年在位）的任命之下，哈查隻。伊本。優素福被任命為掌管東方的最高權利者，在他的領導下，阿拉伯的疆域向東方獲得了極大的擴張，由於垂涎中國的富庶，他應許他的兩個大將之一，穆罕默德和古太白，誰首先踏上中國的領土，就任命誰做中國的長官。於是古太白。本。穆斯林。巴西裡征服了塔立甘、舒曼、塔哈斯坦、布哈拉等大片中亞地區，而穆罕默德。伊本。卡西木征服了印度的邊疆地區，但是他倆都沒有能跨過中國的國界。（這段史實同時也是糾正柏楊中國人史綱中的謬誤，任命大將為中國總督的事件和怛羅斯戰役並不是同一個時代，而柏楊將他混為一談，這是錯誤的）在開元三年和開元五年阿拉伯對中國的戰爭均遭到失敗之後，阿拉伯仍舊執著地向中亞進行擴張。由於地理上的巨大優勢，更因為唐軍這個時期在青海和吐蕃進行大規模的戰爭而無暇顧及西域，阿拉伯的影響力慢慢的體現出來，軍事加上宗教的影響使得唐朝原本在西域的屬國栗特諸國紛紛倒向了阿拉伯一邊。為了對抗阿拉伯在西域擴張，唐朝利用突騎施給了阿拉伯相當沉重的打擊。（突騎施是一個突厥族的部落，可汗名叫蘇祿）玄宗初年，突騎施在伊塞克湖和巴爾喀什湖之間崛起，到開元三年（公元715年）向唐朝稱臣，被唐朝封為左羽林大將軍、順國公，賜錦袍、鈿帶、魚袋七事，為金方道經略大使。這一大堆的封號最為重要的是最後一個金方道經略大使，金主西，金方就是西方，這個封號清楚地顯示了唐朝希望蘇祿可汗對抗阿拉伯的意圖。在接受了唐朝的封號之後，由於遊牧民族的本性，唐朝的邊境依然被突騎施襲擾，並且佔據了碎葉城。但是唐朝對於突騎施還是非常容忍的，在將已經是既成事實的碎葉城送給突騎施之後（見新唐書—開元七年，龍嫩突死，焉吐拂延立。於是十姓可汗請居碎葉，安西節度使湯嘉惠表以焉耆備四鎮。詔焉耆、龜茲、疏勒、於闐征西域賈，各食其征，由北道者輪台征之。），突騎施終於開始一心一意的對付阿拉伯人。唐朝的安撫政策並沒有白費，很快突騎施就讓唐朝所付出的代價變得物有所值。開元六年（718年）大食將加拉赫統兵北征，於“河中北部得勝，並己準備侵入中國領土，但是被突厥人包圍，經過償付贖金，才好不容易得救。開元十—年（723年）大食呼羅珊已易將穆斯棱，往任之初即興兵攻東拔汗那，突騎施奉詔出征，大破之。開元十二年（724年）葉齊德二世歿，希沙木繼為哈利發，再遣穆斯林攻東拔汗那，圍其都渴塞城，爆發渴水日之戰，大食軍大敗，後衛主將戰死，導致原已叛附大食的康、石諸國複歸於唐，這一挫折使阿拉伯向東的擴張中止了約50年。從724至727年，突騎施深深地滲入粟特國境，遠至康國（撒馬爾罕）本土。726年，突騎施為防衛骨咄（帕米爾以西）而與阿拉伯人交戰。這一段時間，突騎施在中亞是作為唐朝的代言人的身份出現的。開元十五年，吐火羅葉護阿交那支汗那飛表求援於唐，表稱：“頌奉天可汗進旨雲，大食欺侵我，奴身今被大食重稅，欺苦實深，若不得天可汗救活，奴身自活不得，國土必道破散，求防守天可汗西門不得。伏望天可汗慈憫。與奴身多少氣力，使得活路。又承天可汗處分突騎施可汗雲，西頭事委你，即須發兵除卻大食。這個表文可以清楚地顯示唐朝和突騎施之間的關係。
突騎施敗亡之後，大名鼎鼎的高仙芝終於在此時登場了，在天寶年間，他對於唐朝西域的維護是居功至偉的。高仙芝（？—755年）本是高麗人。出身於將門之家。父名舍雞，起初在河西軍做事，後立軍功，官至四鎮十將、諸衛將軍。仙芝姿容俊美，善於騎射，驍勇果敢。少年時隨父至安西，因父有功授遊擊將軍。到了二十餘歲時即拜為將軍，並與父班秩相同。他先在節度使田仁琬、蓋加運手下任職，未受到重用。後夫蒙靈詧發現了他的才乾，一再提拔重用。到了開元末，即升任安西副都護、四鎮都知兵馬使。首先吐蕃以武力迫使小勃律（今巴基斯坦吉爾吉特）與之聯姻，由於小勃律地處西域要衝，小勃律的轉向使得西域諸國向唐朝進貢的通道被堵死，於是“西北二十餘國皆臣吐蕃”，由於地勢險要，易守難攻，加上吐蕃重兵駐扎於此，當時的四鎮節度使田仁琬曾3次討伐均未成功（“安西都護三討之無功”）。於是在天寶六載（747），唐玄宗任命高仙芝為行營節度使，率步騎一萬進行長途遠征。高仙芝行軍百餘日，從安西出發，經過撥換城（今新疆阿克蘇）進入握瑟德（今新疆巴楚東北），再經過疏勒（今新疆喀什），翻過蔥嶺（今帕米爾），過播密川，抵達小勃律特勒滿川，最後會師於吐蕃連雲堡（小勃律西北部今阿富汗東北的薩爾哈德），。連雲堡南面依山，北臨婆勒川。此時吐蕃連雲堡有萬人吐蕃兵防守，在激烈的攻防戰中，唐軍，斬五千人，活捉千人，獲得戰馬千余匹，衣資器甲數以萬計。吐蕃在小勃律的屏障被高仙芝拔除了。由於監軍邊令誠畏懼而不肯行。仙芝只好留下三千兵，讓邊令誠領著守城，自己率兵繼續深入，進逼坦駒嶺。
坦駒嶺山口，海拔4688米，是興都庫什山著名的險峻山口之一。登臨山口，必須沿冰川而上，別無其它蹊徑。這裡有兩條冰川，東面的一條叫雪瓦蘇爾冰川，西面的一條叫達科特冰川，冰川的源頭就是坦駒嶺山口。這兩條冰川長度都在10千米在以上，而且冰川上冰丘起伏，冰塔林立，冰崖似牆，裂縫如網，稍不注意，就會滑墜深淵，或者掉進冰川裂縫裡喪生。1913年，英國探險家斯坦因勘察了一千年前高仙芝先生行軍路線後，評論曰：“數目不少的軍隊，行經帕米爾和興都庫什，在歷史上以此為第一次，高山插天，又缺乏給養，不知道當時如何維持軍隊的供應？即令現代的參謀本部，亦將束手無策。”又歎曰：“中國這一位勇敢的將軍，行軍所經，驚險困難，比起歐洲名將，從漢尼拔，到拿破侖，到蘇沃洛夫，他們之越阿爾卑斯山，真不知超過若乾倍。”最後終於以千餘人大破小勃律，活捉小勃律國王及吐蕃公主。史載“拂菻、大食諸胡七十二國皆震懾降服”，這個皆震懾降服有誇張的成分，但是帕米爾諸國又重新臣屬於唐朝這是不爭的事實。天寶八載（749）十一月，吐火羅（在今阿富汗北部）葉護失裡伽羅（來自梵文SriMan-gala）上表唐廷說，朅師國（在今巴基斯坦北部奇特拉爾）王親附吐蕃，此王切斷了小勃律與克什米爾之間的交通，所以失裡伽羅欲發兵擊破朅師國，請求唐朝調發安西兵助戰，來年正月至小勃律，六月進至大勃律。安西四鎮節度使高仙芝奉命出軍，遂於翌年二月擊破朅師國，俘虜其國王勃特沒。這兩次艱難的遠征使得高仙芝在西域獲得了極大的聲譽，被吐蕃和大食譽為山地之王。高仙芝的勝利也標誌著唐朝中國在中亞的擴張達到了頂點。此時，中國已經成為塔裡木地區、伊犁河流域和伊塞克湖地區的佔有人和塔什乾的宗主，她控制了帕米爾山谷地區，成了吐火羅地區，喀布爾和克什米爾的保護者。高仙芝在庫車駐地上，其行為儼然是中國在中亞的總督。就在高仙芝忙於對付吐蕃的時候，阿拉伯的國內發生革命，747年6月9日，阿拔斯人在呼羅珊開始了對伍麥葉王朝（中國稱之為白衣大食）的戰爭，艾卜勒。阿拔斯（AbualAbbas）以呼羅珊（Khurasan）為基地，在內戰中節節勝利，終於在750年4月26日攻陷首都大馬士革，阿拔斯王朝（中國稱之為黑衣大食）建立了。在初步解決了吐蕃方面的問題之後，高仙芝開始采取手段對抗阿拉伯的勢力，前文已經提到，在阿拉伯帝國的壓迫之下，中亞諸國均臣服於阿拉伯，雖然有突騎施曾經和阿拉伯對抗過一陣子，但是突騎施敗亡之後，阿拉伯迅速的恢復了在中亞的統治地位。為了打破阿拉伯的統治，高仙芝以石國（昭武九姓之一）無蕃臣禮節為由，發動了對石國的戰爭，其實這場戰爭的實質是為了打擊阿拉伯在中亞的勢力，高仙芝打擊的也不是親唐的石國國王伊捺吐屯，而是阿拉伯後來冊立的車鼻施特勤，細加考之，除天寶元載（742）一次屬正月賀正外，余皆使來月份無定，並非真正意義的朝貢，不過是普通商貿來往而已，攻其國實乃同大食重新爭奪河中。志在利用這一大食易代，河中叛亂的乾載難逢良機。剪除大食羽翼。逐步規複唐朝在嶺外地區的政治主權。天寶十載（751）正月，“安西節度使高仙芝入朝，獻所擒突騎施可汗，突厥酋長、石國王、師王，加仙芝開府儀同三司。可見高仙芝主持的西域反攻確已取得了初期的勝利。在攻打石國的過程中，世人對高仙芝多有指責，如高仙芝沒有信義，搞屠殺，貪財。其實細細分析，這些對高仙芝的指責其實都沒有什麽道理，首先是說高仙芝沒有信義，根據是已經和石國國王和談，卻用偷襲。中國兵法向來是兵不厭詐，李靖夜襲陰山，也是憑借和談麻痹突厥，而後一舉成功，世人多稱讚這個壯舉，為何高仙芝用這個辦法就是沒有信義？，《資治通鑒》中記載“偽與石國約和，引兵襲之”，明顯是高仙芝為了麻痹石國而用的謀略。然後是說高仙芝搞屠殺，其實這是當時戰爭的常用手段，比如說開元3年之役，“孝嵩自擐甲，督士卒急傳，自已至酉，屠其三城，俘斬千余級。阿了達與數騎逃入山谷。孝嵩傳檄諸國，威震西域，大食、康居、大宛、、、等八國皆遣使請降。”為何這個時候沒有“諸胡怒，連兵攻四鎮”呢？其實所謂的“諸胡怒，連兵攻四鎮”只不過是中亞河中地區的西域國家在阿拉伯的控制之下聯合進行的一次反攻活動，和高仙芝是不是屠城關係並不大。最後是說高仙芝貪財，這一點最為冤枉，兵法有雲：“使貪使愚”高仙芝正是完美的應用了這條兵法，所以他的軍隊才可以保持如此高的戰鬥力。大唐名將李靖擊滅突厥之後，被人彈劾說“治軍無法，突厥珍物，擄掠俱盡”，其實也是同樣的道理。史書記載高仙芝“頗能散施，人有所求，言無不應”可以明顯的看出他並不是一個很貪財的人。
高仙芝旨在恢復唐朝在河中地區勢力的行動自然會遭到阿拉伯帝國的反擊，怛羅斯（今哈薩克江布爾城附近）戰役終於在天寶10年（公元751年）爆發。這是一場遲早要打的戰役，唐朝要恢復在中亞的霸權就必須擊敗阿拉伯，而阿拉伯要完全控制中亞則必須擊敗唐朝。關於這場戰役，我首先羅列一下雙方的實力對比。唐朝方面，主將是高仙芝，副將為李嗣業，別將為段秀實，兵力為安西都護府二萬漢軍，盟軍拔汗那以及葛邏祿部一萬人。高仙芝時代“凡鎮兵四十九萬，安西節度兵二萬四千”怛羅斯之戰居然出動安西都護府八成以上的兵馬，說明這次高仙芝是下了血本的，也是對即將和阿拉伯的大戰有心裡準備的。唐軍雖說是馬步混合部隊，但是唐軍的步兵均有馬匹，平時以馬代步，作戰的時候才下馬作戰，戰鬥力極為強大。阿拉伯方面的主將是阿拉伯的呼羅珊總督阿布。穆斯林（AbuMuslim），手下大將為齊雅德。伊本。薩裡（ZiyadibnSalih），兵力為呼羅珊本部宗教戰士（ghazi）四萬人，加上已經被阿拉伯控制的阿姆河與錫爾河流域的幾乎所有屬國的兵力十餘萬，總兵力當在十五萬至二十萬之間。在兵力方面，阿拉伯聯軍是佔據了絕對的優勢的。在素質方面，呼羅珊是是阿拉伯歷代經營的軍事重鎮，又是阿拔斯王朝起家的地方，呼羅珊騎兵的素質在阿拉伯帝國中當屬翹楚，都是精銳。地理方面，觀察地圖以及結合史書我們可以看出。高仙芝翻越蔥嶺（帕米爾高原），“深入七百餘裡”，其實已經在阿拉伯的地盤上作戰，阿拉伯在補給，情報等方面佔了絕對的優勢。兵器方面，唐軍步兵均用陌刀，威力極大，列陣而出則“如牆而進”，肉搏時候威力不減，史載李嗣業用陌刀肉搏“當嗣業刀者，人馬俱碎”。騎兵方面則是輕重騎兵結合，一般使用馬槊，在近身肉搏時候則是用橫刀，也就是現在所稱的“唐樣大刀”。橫刀的鍛造技術在當時世界上是極為先進的，鍛造出來的刀鋒銳無比，而且步騎兩用，製造橫刀的技術後來被日本學去，成就了日本刀後世的聲名。唐軍的鎧甲拋棄了魏晉的具裝鎧，演變為以明光鎧為代表的唐十三鎧，重量更加輕，但是防禦力卻大大的提升。唐朝軍隊在武器上最大的優勢是擁有成熟的弩，唐軍一般使用四種弩，伏遠弩射程三百步（450米），擘張弩射程二百三十步（345米），角弓弩射程二百步（300米），單弓弩射程百六十步（240米）在不同範圍均可以形成威脅。阿拉伯軍隊在這方面顯然遜色不少。由於高仙芝在與阿拉伯大軍對戰之前曾經圍攻怛邏斯城，我們有理由推測高仙芝還使用了車弩，也就是後世所稱的床弩。史載車弩“十二石”強弩，以軸轉車（即絞車）張弦開弓，弩臂上有七條矢道，居中的矢道擱一枝巨箭，“長三尺五寸”，“粗五寸”，以鐵葉為翎，左右各放三枝略小的箭矢，諸箭一發齊起，“所中城壘無不摧毀，樓櫓亦顛墜”（見李筌《太白陰經》卷四）。匹方面阿拉伯人佔了絕對的優勢，阿拉伯馬是世界上最好的馬種，這是唐軍所不能相比的。接下來則是戰鬥的具體過程，由於這方面中國文獻具體資料比較少，所以大多參考國外的資料進行描述。高仙芝消滅石國之後，中國在中亞的勢力有所恢復，為了對抗高仙芝的進攻活動，阿拉伯聯合河中所有屬國準備進行反擊，高仙芝得到這個情報之後於天寶10年四月（公元751年），從安西出發，準備先發製人。在翻過帕米爾高原（蔥嶺），越過沙漠，經過了三個月的長途跋涉之後，高仙芝在七月份到達了阿拉伯人控制下的怛邏斯，並且開始圍攻怛邏斯城。由於阿拉伯人早就在準備對安西四鎮的攻擊，在接到高仙芝進攻的消息之後立即組織了十餘萬的大軍趕往怛羅斯城，雙方在怛邏斯河兩岸、今天的奧李-阿塔（Aulie-Ata今江布爾）附近展開了決戰。在高仙芝的指揮之下中國人是極其善戰的，靠著步兵的強弓硬弩，高仙芝曾經佔有很大的優勢，中國騎兵一度完全壓製了阿拉伯騎兵，但是由於阿拉伯聯軍數量極多，高仙芝無法取得最後的勝利。戰鬥進行到第五天，形勢突變，中國軍隊戰鬥到傍晚之後，葛邏祿（Qarluq）雇傭兵突然叛變，他們從背後包圍了中國步兵並且斷絕了他們與騎兵的聯繫。而阿拉伯聯軍乘中國軍隊由於葛邏祿雇傭兵突然叛變而暫時混亂的機會，出動重騎兵突擊中國軍隊的中心，於是高仙芝終於潰敗，兩萬人的安西精銳部隊，只剩下數千人逃出生天。在收攏殘兵之後驍勇的高仙芝並不甘心，依然想進行一次反擊，但是在副將李嗣業的勸說之下終於放棄。由於對中國軍隊在怛羅斯戰役中表現的驚人的戰鬥力印象深刻，阿拉伯人並沒有乘勝追擊，只是鞏固了他們在中亞的霸權而已。再後來因為阿拉伯軍的主將阿布。穆斯林功高震主而被謀殺，手下大將齊雅德。伊本。薩裡也被處死，其余部於是叛亂，呼羅珊陷入混亂，阿拉伯忙於平亂，對於遙遠的中國已經是有心無力了。而中國方面由於安史之亂，國力大損，也只能放棄在中亞與阿拉伯的爭奪。怛羅斯中葛邏祿部族是極其關鍵的角色，他們的叛變成為了怛羅斯之戰的轉折點，關於葛邏祿部反叛的原因，我認為這是和阿拉伯人交易的後果，葛邏祿人幫助阿拉伯人打敗唐朝軍隊，而阿拉伯則默許葛邏祿人在兩河流域附近的擴張。這一點從葛邏祿部原本的領地是塔爾巴哈台和烏隴古河畔，從巴爾喀什湖東端一直延伸到額爾齊斯河。而怛羅斯之戰獲勝之後其領土已經擴展到巴爾喀什湖以南和伊塞克湖以北的整個伊犁河流域。原西突厥汗庭幾處駐地都處於葛邏祿人的統治之下。這樣在阿拉伯人鼻子底下的大規模擴張阿拉伯人卻不聞不問，顯然是怛羅斯之戰交易的結果。安西都護府在怛羅斯之戰後損失慘重，精銳損失殆盡，但是盛唐時期的恢復能力是驚人的，僅僅過了兩年，升任安西節度使的封常清於天寶十二年（753年）進攻受吐蕃控制的大勃律（今克什米爾西北的巴勒提斯坦），“大破之，受降而還。”這說明安西都護府的實力已經大體恢復，如若不是安史之亂，安西都護府是有能力再次和阿拉伯人一較長短的。怛羅斯之戰的後果是阿拉伯帝國完全控制了中亞，中亞開始了整體伊斯蘭化的過程。另外一個眾所周知的後果就是中國的造紙術由是西傳，撒馬爾罕成為了阿拉伯帝國的造紙中心，西方文明也因此獲得了迅速的發展。
關於唐朝最後退出中亞的爭奪，個人比較同意白壽彝先生的看法，即是唐朝的退出不是因為怛羅斯之戰，而是因為安史之亂，因為安史之亂，即使是怛羅斯之戰獲勝，唐朝依然會退出中亞，這是必然的結果。天寶十四年（755年）十一月，安祿山叛反於范陽，天下大亂，唐朝在西域的輝煌也隨著盛唐的崩潰而隨風消逝，隻留下那些不朽的詩篇還在被後人傳唱……
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