大唐帝國建立不久，勢力範圍逐漸向西擴張，許多西域國家被大唐所滅，一些小國也被迫臣服於唐朝。至此，大唐在西域建立了以安西都護府為核心的治理體系，全力經營西域。
幾乎在大唐崛起的同一時期，阿拉伯帝國的國力也在逐漸增強，開始了對外的擴張，並成功將自己的力量延伸到了非洲北部和歐洲地區。而對於向東徵服中亞，阿拉伯人也同樣有很大的野心，這勢必侵犯大唐在西域的勢力範圍，因此大唐與阿拉伯帝國之間的戰爭在所難免。
怛羅斯城在今天的哈薩克斯坦境內，帕米爾高原的北部。公元751年初，一支大約有2萬人的大唐部隊，在越過帕米爾高原之後和阿拉伯軍隊相遇，地點就在怛羅斯城附近，一場遭遇戰即將進行。
大唐這邊由名將高仙芝作為主帥，他率兵從安西都護府出發，一路上長途跋涉穿越高原和沙漠，孤軍深入敵境內作戰，想要快速攻佔怛羅斯城，但阿拉伯帝國搶先派人死守城池，唐軍多次攻城未能得手，而此時阿拉伯帝國的援軍已趕到戰場。
面對10萬阿拉伯軍隊，大唐的兵力顯然有些不足，但唐軍的戰鬥力卻要強於阿拉伯軍隊。他們在騎兵和步兵方面都有一定的優勢，尤其是唐軍還有陌刀隊這樣的存在，陌刀是唐朝步兵使用的武器，它採用當時比較先進的冶煉技術，威力十分巨大，主要應對的就是敵軍的騎兵。而且唐朝人比較尚武，平時進行大量的射箭練習，水平比較高超，這也是一個不可忽視的優勢。因此阿拉伯帝國雖然人數眾多，但在交戰的過程中並沒有佔到什麼便宜，甚至大唐還稍佔優勢，連續打了幾天也未能分出勝負。但就在這時出現了不利於唐軍的情況，也就是葛邏祿部的叛變。
葛邏祿本是唐朝的附屬國，此次也隨唐軍一起奔赴前線進行戰鬥，至於葛邏祿為什麼要背叛唐軍，後人說法不一，大體上有兩個原因：一種說法是阿拉伯人收買了葛邏祿，讓他們裡應外合夾擊唐軍；而另一種說法是和主帥高仙芝有關，高仙芝雖然是一代名將，但對待西域小國卻很不好，時常給他們安置一些罪名來進行討伐，向朝廷標榜自己的戰功，葛邏祿部也是其中之一，見到有這樣的機會顯然就有了倒戈報仇的想法。不管怎麼說，葛邏祿的背叛導致了唐軍兩面受敵，最終敗於阿拉伯帝國，但怛羅斯之戰的失敗並未動搖大唐在西域的統治，真正讓大唐失去西域的是安史之亂的爆發。