哈查只.伊本.优素福被任命为掌管东方的最高权利者，在他的领导下，阿拉伯帝国的疆域向东方获得了极大的扩张，由于垂涎中国的富庶，他应许他的两个大将：
穆罕默德和古太白，谁首先踏上中国的领土，就任命谁做中国的长官。于是古太白.本.穆斯林.巴西里征服了塔立甘、舒曼、塔哈斯坦、布哈拉等大片中亚地区，
而穆罕默德.伊本.卡西木征服了印度的边疆地区。当阿拉伯帝国的势力在和唐王朝经营的安西四镇接壤后，战争无法避免。
在开元三年和开元五年，阿拉伯帝国对唐朝所属的安西四镇的入侵战争均遭到失败之后。阿拉伯帝国仍旧执着地向中亚进行扩张。
750年，阿拉伯帝国发生革命，阿拨斯王朝建立，继续执行东扩的计划。在此情况下，唐王朝经营西域的四镇都知兵马使高仙芝以石国（昭武九姓之一，
阿拉伯帝国的附属国）无蕃臣礼节为由，发动了对石国的战争，借机打击阿拨斯王朝在中亚的势力，战争由此爆发。
史载战斗持续了五日。初期战斗唐王朝的精锐步兵占上风。但是兵力悬殊战争变成僵局，其间大唐联军的葛逻禄部见势不妙
。倒向大食。唐军步兵因此与唐军主力失去联络。阿拔斯王朝联军乘唐军士兵发生暂时混乱的机会，出动重骑兵主力对唐朝步兵猛攻。高仙芝受到大食与葛逻禄部两面夹击。无力支撑而溃不成军
。于是高仙芝、副将李嗣业和别将段秀实收拢残部向安西逃遁，途中恰逢大唐联军的拔汗那兵也溃逃至此，兵马车辆拥挤堵塞道路。李嗣业惟恐大食追兵将及，杀死百余名拔汗那军士才得以率先通过。
最后高仙芝等和数千名唐兵逃至安西。此役以大食军完胜奔袭问罪的大唐联军为结局，唐三万余士卒近乎全没，只有少数逃脱。
战役之后，唐王朝在西域的实力并未受到影响，但接踵而至的安史之乱和藩镇割据导致唐朝无力经营西域，并自此退出对中亚霸权的爭奪。
原本臣服于唐朝的中亚諸国转而臣服于阿拔斯王朝和吐蕃王朝，对伊斯兰教在中亚的传播起了作用。尽管阿拔斯王朝取得了怛罗斯战役的胜利，但是慑与唐朝军队在战斗中所展示惊人的战斗力，
阿拔斯王朝也打消东进扩展领土的打算，阿拔斯王朝默许了葛罗禄在阿姆河与锡尔河流域附近的扩张。他们自立了一国家，并一直维持至九世纪末被后来建立的入侵者消灭。
长远来说，部分因为怛罗斯战役的影响，伊斯兰文化比中国文化對中亞
的影響更為深遠。
中国的造纸术亦因为唐军战俘中的造纸工匠被带到由阿拔斯王朝第一任哈里发阿布.阿拔斯—萨法赫在撒马尔罕新建的的造纸坊里工作而传到中亚和中东。怛罗斯战役对东西方历史进程影响是非常深远的。
另外,关于阿拉伯人的兵力史料上记载不一,有一种说法是大约为十五万人,包括四万呼罗珊士兵,十一万阿姆河和锡尔河流域的仆从国军队.