当时高仙芝的三万玄甲军虽然非常精锐，但是对面的阿拉伯联军人数高达七万，且还有很多辅助部队，其实际人数可能超过十五万，所以是五比一的兵力对比，且唐军完全不知道阿拉伯联军的到来，所以实际上唐军是被对方以逸待劳，双方在怛罗斯发生了遭遇，初期唐军占据非常大的主动，阿拉伯军队被压制，玄甲军的精锐素质让阿拉伯人非常恐惧，但是由于后勤问题，唐军在作战三日后遭遇了断粮的危机，阿拉伯军队趁机压上，直接切断了唐军后路。
唐军被彻底包围，由于唐军遭遇包围，所以阿拉伯军队才能拿下三万玄甲军，伴随着一阵血腥的哀嚎，三万唐军全部被歼灭，当时高仙芝自知罪责深重，一度不敢回到长安，不过玄宗还是宽恕了他，高仙芝的问题在于他实在是太过轻敌，孤军深入才会被阿拉伯联军击败，此战阿拉伯联军虽然取胜，但是实力受到极大损耗，七万精锐损失过半，而且战死了三名重要将领，阿布也因此最终丧失实力被哈里发赐死，对于唐军而言这次教训虽然十分深刻。
不过唐军当时有五十万，损失三万也不是非常巨大的打击，对于阿拉伯则不同了，当时阿拉伯的总兵力不过二十多万，国内还有各种叛乱，损失了数万精锐对于阿拉伯来说是巨大打击，所以阿拉伯帝国的扩张也基本宣告结束，不过谁也想不到的是，唐朝接下来居然会发生安史之乱，否则唐朝卷土重来占据中亚甚至西亚其实已经是时间问题了。
作为一次东西方的冲突，也是中国历史上唯一一次中原农耕王朝主动与西方霸权发生冲突，应该说结果失败了，但是从更高的历史角度来看，这次战争实际上唐朝收获巨大，因为在此之后唐朝稳住了扩张的步伐，强化了对西域的控制，安西都护府的控制更加稳定，尤其是唐朝的文明传播到了西域，长安城也涌入了大批的阿拉伯商人，虽然唐朝和阿拉伯是交战国，但是双方并没有互相文化排斥，而是继续友好交流。
