唐玄宗天宝十年（751年），唐朝正值盛世，在西域建立了以安西都护府、北庭都护府为核心的统治体系，势力范围甚至一度达到里海。而此时阿拉伯帝国迅速崛起，在西亚、中亚开始挑战唐朝，双方屡次放生冲突。
750年，也就是怛罗斯之战的前一年，威震西域的高仙芝领兵征讨"无番臣礼"的石国，石国国王主动投降后，仍旧违背诺言攻占并血洗了石国城池，格杀妇幼，掳走男丁，还把石国国王抓到长安献俘。侥幸逃脱的石国王子向阿拔斯王朝（阿拉伯人建立，即黑衣大食）求救。
高仙芝得到消息后决定先发制人，主动进攻，751年率领大唐与西域各族联军长途奔袭，深入七百余里，最后在怛罗斯与大食军队相遇。怛罗斯城距离撒马尔罕不远，已经是大食腹地，此时唐朝军队统帅是大唐名将高仙芝，共约大唐镇兵2万多人，城傍诸军约4万人，并且征召了葛逻禄部、宁远国等仆从军约3万，对手阿拉伯军队统帅也是名将艾布·穆斯林，共20万人。
