618年，大唐王朝興起，并開始向西擴張。630年唐朝吞并東突厥汗國，657年西突厥汗國也被兼并，盡管在跟西南的吐蕃王朝和北方的突厥殘余戰(zhàn)爭不斷，但強盛的大唐依然繼續(xù)向西擴張，并對中亞產(chǎn)生巨大影響，許多小國成為其附庸。在西邊，阿拉伯哈里發(fā)在7世紀(jì)中期戰(zhàn)勝東羅馬帝國和薩珊波斯，并且建立強大的帝國。哈里發(fā)在中亞對一些突厥汗國發(fā)起局部戰(zhàn)爭，到715年控制大部分河中地區(qū)。兩個強大帝國現(xiàn)在共享絲綢之路，現(xiàn)在沖突變得不可避免了。

715年雙方的第一次沖突發(fā)生在費爾干納盆地，盡管有吐蕃的援助，阿拉伯人還是戰(zhàn)敗了。兩年后，唐朝派葛羅祿雇傭兵再次擊敗阿拉伯人和吐蕃人。接連的勝利讓大唐王朝變得更加銳意進取，雄心勃勃的準(zhǔn)備進一步擴大在中亞的影響力。

747年，唐朝節(jié)度使高仙芝發(fā)兵攻打吐蕃的吉爾吉特人，他迅速獲勝。接著，被任命為安西節(jié)度使后，高仙芝迫使中亞更多國家臣服。

750年春，高仙芝率軍攻占塔什干，塔什干王子沒有別的選擇，只好向阿拉伯人求助。由薩里指揮的阿拉伯軍隊離開撒馬爾罕并沿著塔拉斯河前進，高仙芝緩慢撤退以與葛羅祿盟軍會師。

751年下半年，兩軍最終于怛羅斯遭遇，高仙芝率領(lǐng)大唐軍隊約三萬人，附屬一定數(shù)量的仆從國部隊，阿拉伯及其中亞聯(lián)軍總數(shù)在二十萬左右，但考慮到戰(zhàn)爭發(fā)生在兩國邊境，距離統(tǒng)治中心較遠(yuǎn)，無法動員大規(guī)模軍隊參戰(zhàn)，因此阿拉伯嫡系部隊數(shù)量與唐軍基本相當(dāng)。唐朝軍隊有更多的重步兵，尤以陌刀兵堪稱精銳，阿拉伯軍擁有更多的騎兵。薩里將軍隊部署成標(biāo)準(zhǔn)陣型，弓兵在前，槍兵在后，重騎兵和衛(wèi)隊在后方，輕騎兵作為預(yù)備力量。高仙芝同樣將威力更強大的弩兵擺在第一列，槍兵在第二列，衛(wèi)隊在第三列，葛羅祿盟軍在其極端右翼。在戰(zhàn)斗的前三天，唐軍率先進攻，強弩萬箭齊發(fā)，造成敵人弓兵的大量傷亡，阿拉伯弓兵不得不撤退到槍兵后面，雙方步兵開始短兵相接。唐軍陌刀兵軍陣嚴(yán)謹(jǐn)，如墻而進，所當(dāng)之?dāng)?，人馬俱碎，將阿拉伯步兵節(jié)節(jié)后退。為了緩解步兵的壓力，阿拉伯大將薩里派出重騎兵進攻唐軍側(cè)翼的葛羅祿部輕騎，造成一定壓力。于是，唐軍不得不將預(yù)備部隊投入戰(zhàn)場，盡管唐軍略占優(yōu)勢，但仍然難分勝負(fù)。在戰(zhàn)斗的第四日，葛羅祿突厥背叛唐軍，臨陣倒戈，并從側(cè)翼進攻唐軍步兵，同時阿拉伯軍隊也從正面開始沖鋒，高仙芝的軍隊崩潰了。大約1至2萬阿拉伯人死于這場戰(zhàn)爭，而唐軍幾乎全軍覆沒，高仙芝在親衛(wèi)奮力沖殺下突出重圍。

在這之后，755年大唐爆發(fā)安史之亂，再也武力恢復(fù)在中亞地區(qū)的影響力。同時，阿巴斯王朝同樣未能染指中亞，反而突厥人在該地區(qū)的影響力顯著上升。

怛羅斯之戰(zhàn)對后世影響深遠(yuǎn)，突厥人在戰(zhàn)后逐漸摒棄佛教，開始接受伊斯蘭教，為隨后塞爾柱帝國在中東的征服，十字軍東征，拜占庭的毀滅和奧斯曼帝國的崛起埋下伏筆。最重要的是在這之前被視為中國四大發(fā)明之一的造紙術(shù)通過被俘的中國工匠傳到阿巴斯王朝，最后傳到中東和歐洲，意義深遠(yuǎn)。