怛羅斯之戰是唐朝安西都護府的軍隊與阿拉伯帝國的穆斯林、中亞諸國聯軍在怛羅斯相遇而導致的戰役。也是阿拉伯與大唐幾次邊境衝突中唯一一次打勝安西軍。
背景：
公元6到8世紀，歐亞大陸上有三個大帝國正處於興盛期，分別是拜占庭帝國、阿拉伯帝國和唐帝國。
751年時的中國，正是盛唐的天寶年間，處於前所未有的鼎盛時期。在李隆基統治期間，唐朝的國力達到了頂點，也進行了多次的對外用兵。開元盛世的餘暉仍未散去，繁榮的社會表面下也隱伏着危機，但大唐當時仍然是世界上最令人尊敬的強國。
漢民族先民——華夏族通過戰爭和文化融合，掌握了黃河流域(中原)和長江流域(江南)的土地。對漢民族而言，中原、江南以外的蠻荒之地是沒有什麼吸引力的——因爲這些土地不能大面積種植農作物;而漢族的“擴張”多是因爲不堪周邊民族爲爭奪過去屬於自己的領土而進行的屠殺、劫掠和騷擾，出於穩定該國疆土、以絕後患的目的才大舉興兵。
爲了保衛長安必須佔領河西，爲了保衛河西必須控制青海，爲了控制青海必須佔領西域來分吐蕃的兵力，使其不能並兵向東擴張。唐太宗、唐高宗時期，建立了以安西都護府、北庭都護府爲核心的西域統治體系。
幾乎在同一時期，中東的阿拉伯人也在迅速崛起。
自穆罕默德和四大哈里發以來，到8世紀時，阿拉伯帝國已經成爲橫跨歐亞非三大洲的空前大帝國，向西佔領了整個北非和西班牙，向東則吞併了整個西亞和大半個中亞，控制了地中海南岸的整個地區，並潛移默化地影響被佔領地區的宗教與種族。
阿拉伯帝國已經成爲中國、吐蕃之外影響西域的另一力量。阿拉伯帝國由於地理上的巨大優勢，影響力慢慢的體現出來，中亞諸國原本大多信奉佛教、祆教等或自己的傳統宗教，對伊斯蘭文化的東進感到不安，於是不少國家向唐朝求援。此時，高仙芝儼然是大唐在中亞的總督。
戰役過程：
怛羅斯城是石國的第二大據點，這也是高仙芝與大食在此相遇的重要原因。距離怛羅斯城不遠的撒馬爾罕，早已是大食兵聚集的據點。
高仙芝並不知大食的意圖。而且唐在蔥嶺以西的屬國分散部署，一時很難集結。爲了阻止大食的東進，以攻爲守，遠征大食對於深諳兵法的高仙芝來說似乎成爲可行手段。剛剛平定布哈拉和粟特的叛亂的阿拉伯大軍南下，恰好與高仙芝大軍相遇在怛羅斯河。
在高仙芝的指揮之下唐軍驍勇善戰，靠着步兵的強弓勁弩，唐軍曾經佔有很大的優勢，唐騎兵一度完全壓制了阿拉伯騎兵。
但唐軍的弱點在於其兵力不足，且阿拉伯援軍不斷感到，因而最後高仙芝無法取得勝利。
史載戰鬥持續了五日，第五日傍晚，葛邏祿番兵突然反叛，從背後包圍唐步兵，並且斷絕了他們與騎兵的聯繫。阿拔斯王朝聯軍乘唐軍發生混亂的機會，出動重騎兵主力突擊唐步兵。高仙芝受到阿拉伯與葛邏祿部兩面夾擊，無力支撐，終潰不成軍。
戰爭結果：
高仙芝、副將李嗣業和別將段秀實收攏殘部，向安西方向敗退，兩萬人的唐安西軍，最後只剩數千名人。
此役的具體唐軍損失數字不明。《資治通鑑》記載唐軍總數3萬人、深入與敵人作戰、最後返回數千人。以此計算，唐軍損失了兩萬多人。《舊唐書》、《新唐書》都記載唐軍總數兩萬人、深入胡地與敵人作戰、最後返回數千人。以此計算，唐軍損失了一萬多人。
影響：
政治上，在怛羅斯戰役後，唐朝仍然控制西域，阿拉伯阿拔斯王朝(黑衣大食)立即派人來與唐朝講和。唐朝與阿拉伯之間的關係，並未見受到此戰的顯著影響，阿拔斯在對華關係方面上與前朝沒有什麼改變。
軍事上，怛羅斯之戰後，僅僅過了兩年，升任安西節度使的封常清於天寶十二年(753年)進攻吐蕃控制的大勃律，大破敵軍，征服當地後返回。說明安西都護府的實力已經大體恢復。如若不是安史之亂，安西都護府有能力再次和阿拉伯人一較長短。
而唐朝最後退出中亞爭奪的根本原因，並不是怛羅斯之敗，而是安史之亂。由於安史之亂爆發，即使是怛羅斯之戰獲勝，唐朝依然會退出中亞。
經濟上，造紙術被誤傳爲經過怛羅斯之戰西傳。實際根據杜佑《經行記》的記載，被俘的工匠裏沒有造紙工匠。有烏茲別克斯坦學者在研究中指出，怛羅斯之戰之前造紙術就以和平的方式通過拔漢那首府浩罕傳往撒馬爾罕。
評價：
關於阿軍爲何沒有乘勝東進，大多數學者的觀點，認爲怛戰阿軍勝的過於艱難，懾於唐軍強大的印象，不願東進挑起更大的戰爭。實際上，此後，突厥人成爲阿拉伯人的僱傭兵，並且逐漸滅亡阿拉伯帝國，形成波斯人執政，突厥人掌軍，阿拉伯人唸經的局面。
唐朝並未因怛羅斯之戰而丟失西域(安西、北庭)，約公元790年以後，唐朝才失去西域(安西、北庭)。
在怛羅斯之戰後，唐朝在西域的影響力並未受到動搖，西域唐軍迅速恢復，封常清率領唐軍繼續擴張，直到安史之亂才停止。
