与此同时，中东之地的阿拉伯也迅速崛起，积极向外扩张，向西占领整个北非和西班牙，向东吞并整个西亚，并控制了地中海南岸的整个地区。
公元750年，高仙芝奉命出征，击败车师国，俘虏国王勃特没。此次大胜，让高仙芝在西域获得了极高的威望。他控制了整个帕米尔地区，俨然成为大唐在中亚的总督。
同年，高仙芝率兵攻打石国。侥幸逃脱的石国王子向大食求救。为了先发制人，751年，高仙芝率领汉人和胡人组成的3万大军离开碎叶城，向大食进发。双方在怛罗斯对峙了5天，然而高仙芝手下的葛逻禄部队叛变，同大食国军队同时夹击唐军，高仙芝打败，只带着数千残部逃回碎叶城。
这场战斗也是唐朝和大食国唯一的一次正面的直接交锋。这场战斗的失败，让大唐损失了大片领土，唐军一路退回到帕米尔高原以东。在新旧唐书以及资治通鉴对这场战事记载不多，但根据阿拉伯历史学家的记述，怛罗斯之战带给胜利方的收获，改变了世界文化的历史。
