750年，高仙芝攻打石国，石国国王投降，高仙芝假装接受，后突然袭击，将石国屠城，石国王子逃去大食国搬救兵，由此引发了著名的“怛罗斯之战”。
749年十一月，吐火罗派使者到长安，上书给唐玄宗，“陛下，车师国投靠了吐蕃，镇守小勃律的唐军粮道被切断了，请求陛下调发安西军前往讨伐车师国”，唐玄宗同意了请求。
750年二月，安西节度使高仙芝率军攻打车师国，一战就灭亡了车师国，并俘虏了国王勃特没，高仙芝随即任命勃特没的哥哥为车师王。
此战为高仙芝在西域赢得了极高的声誉，高仙芝俨然是大唐在中亚的总督。
十二月，亲唐的拔汗那国和亲大食国的小国石国交恶，宁远国国王求大哥助拳，高仙芝早就想教训石国这个被大食国扶持的新国王了，
于是，高仙芝以“无番臣礼”为借口，带兵进攻石国，石国国王看到唐军，也很识时务，马上就投降了，
但是，高仙芝假装接受投降，与石国订约和好，暗中突然袭击，俘虏了国王与部众，然后在城中屠城，男女老幼，全部格杀，搜刮财宝带回。
751年正月，高仙芝入朝，将被俘的几位国王进献给玄宗，玄宗授予高仙芝为右羽林大将军，然后将石国国王斩首。
此时，高仙芝这个高句丽籍将领达到了征战生涯的最高峰。
然而，在高仙芝屠城的时候，石国王子逃走了，他到大食国搬救兵了，
此时的大食国是阿拔斯王朝（旗帜尚黑，中国史称黑衣大食）取代了倭马亚王朝（旗帜尚白，中国史称白衣大食）
大食国将领齐雅德刚刚平定布哈拉和粟特的叛乱，在归途中接到石国王子的求救，立即率领数千士兵救援石国。
高仙芝高兴坏了，一个让他名动天下，出将入相的机会来了，于是上书给唐玄宗：“石国王子与大食等国共谋进攻安西四镇”。
高仙芝随即带领李嗣业、段秀实等名将，率领唐军、拔汗那部等两万多联军，其中唐军人数只有几千人，当时整个安西军也就24000人。
“凡镇兵四十九万，安西节度兵二万四千”
他们自安西都护府出发，翻越葱岭，跨过茫茫沙漠，深入大食国境内七百余里，历时三个月，终于到达怛罗斯城外。
此时大食国大军控制怛罗斯城（怛，音dá），依靠坚固的城池，等待援军的到来。
由于大食国人一直在四处攻城掠地，在接到高仙芝进攻的消息之后，立即组织十万大军，分两次向怛罗斯城进军。
高仙芝率军攻打怛罗斯城五天，都没有攻下来，这时候大食国的十万援军也赶了过来。
对面大食国虽然数量略占优势，但高仙芝丝毫不怂，这时候谁赢谁败还不一定。两方虽然没有宣战，但都心照不宣的打起来了。
双方相持不下，本来只想跟着唐军打个酱油，顺便在石国抢个劫的葛罗禄人，发觉他们这回上当吃大亏了，糊里糊涂地卷入了唐朝和大食国的战争，他们熬不住了，
正在这时，大食国的使者带着大量的金银来贿赂葛逻禄人，葛逻禄人毫不犹豫的就选择背刺高仙芝，第二天在战场上临阵倒戈，跟大食国夹击唐军。
然后结果很显然了，只有不足两万人的唐军和拔汗那国联军肯定傻眼了，当场被杀得大败，拔汗那军队损失惨重，士众伤亡殆尽，唐军也在高仙芝与李嗣业率领下，乘夜而逃，
由于道路阻隘，拔汗那国部众又在前面挡住去路，人马堵塞道路，幸亏李嗣业挥舞长槊，踩着友军的尸体，为他杀开一条血路，才得以逃脱，唐军别将段秀实收集散卒回归。
怛罗斯之战，高仙芝军队数量为2到3万人(由唐军数千人、葛逻禄军拔汗那军2万多人组成）。高仙芝与大食国打了五天，打成平手，最后大食国重金收买葛逻禄，葛逻禄突然反叛，导致唐军战败，但是仍然有数千唐军返回，损失的主要是拔汗那军，唐军损失很小，
所以，怛罗斯战后第二年，封常清能立即率领安西军远征大破吐蕃，攻占吐蕃战略要地大勃律，可见之前怛罗斯之战唐军损失很小，至多损失千人，没有削弱西域唐军。
虽然，怛罗斯之战唐军失败，但是大食国领教了唐朝军队的战斗实力，不敢贸然追击，确实阻止了大食国来攻打安西四镇。
且怛罗斯之战之后，唐朝仍然控制安西四镇、北庭等地，仍然控制西域。
很多唐黑过分夸大了怛罗斯之战的重要性，其实就是当时两大帝国之间小的摩擦，满打满算就五天，并不是那种双方筹备很久的大规模作战，双方的历史记载都是轻描淡写，不很重视，甚至连双方人数都无法确定。
