在唐朝同期的西方阿拉伯帝国，中国古称大食国，疆域包括西亚、北非、中亚以及西班牙广大领土，形成庞大的地跨亚、非、欧三大洲的帝国。
东、西两突厥汗国相继因内乱崩塌，北亚大片土地出现了力量真空，唐帝国趁机大幅扩张，接管夺占了这些土地，一跃成为东北亚地区的大国，所谓的“盛唐”的假象也在这数十年中建立。然而大唐实际上只是一个捡到漏子的纸老虎罢了，之前能够取胜只是因为从来就没有遇到过真正强大的对手。阿拉伯帝国这时正好向东扩张，751年双方在中亚的怛罗斯展开决战。
战争的导火索是唐朝倒行逆施，与宿敌阿拉伯帝国合谋，毁掉了自己在中亚最重要的盟友突骑施，之后又丧心病狂地将另一个重要盟友石国屠灭，这两件事令大唐在西域人心尽失。在石国被屠后，中亚诸国尽皆怨愤难平，又人人自危，纷纷求援于阿拉伯帝国。
在747年阿拉伯内乱之前，唐帝国在西域的形势就每况愈下，被彻底击败并逐出西域只是时间问题。此战爆发的本质原因，是唐朝试图趁阿拉伯帝国内乱未平，迫其与自己尽快决战；若是阿拉伯不应，就趁机大幅改变西域格局。事实上，大唐从747年阿拉伯内乱后就有了这种想法，这也正是大唐在这几年中授意高仙芝屡次进行军事挑衅，安西唐军在西域咄咄逼人的原因所在。
对于双方的人数，柏杨先生说大唐方面只有2万人，而阿拉伯方面有20万之重，这个说法肯定不准确。虽然安西只有2万部队，但唐朝进行大的战役时是会从多处集结部队，而不是只有都护府的正规军。怛罗斯之战唐朝方面七万人的兵力是有杜佑通典和阿拉伯的史料作证的。面对南诏这种比大食弱小许多的对手，唐廷一次都会出动十几万兵马，西域是唐帝国此时最为重视的要地，之前为了夺取西域也付出了大量的人力和物力，此次又是与阿拉伯帝国这种一流强国展开大决战，又怎么可能虚张声势地只出动两万人呢？
大唐除了正规编制外，还有编外兵。在编外兵中，最出名的即城傍兵。这些兵卒不占正规兵额，但出战时却往往大量征行，有些战役甚至全由编制外的军队执行。就在高仙芝西征的同时，剑南战区节度使鲜于仲通也发兵攻打南诏，这支唐军的数量史有明载，达八万人，但剑南战区的额内兵数量却仅有三万，多出来的这五万人就是没有正规编制的城傍兵。安西的编内唐军在两万四千以上，此次出动两万，再征发五万临时征召的募兵，加起来便是七万之数。
至于藩属兵，因为大唐在西域早已众叛亲离，大多数西域国家均已抛弃唐朝投向大食，此时在西域诸国中，肯效命的藩属就只剩下拔汗那和葛逻禄这区区两个了，因此在藩属国的辅助作用方面，唐朝在西域落于绝对的下风。数量可能在一万之下，而且谈不上有多大的战斗力。还有就是，近年来在吐鲁番出土了一些残篇断简。通过这些新出土的史料，除了直接参与怛逻斯战役的唐军，还有其它的策应部队，原本用于制衡吐蕃的石堡城守军也被调来，在侧翼间接参与、辅助了这一战。
阿拉伯方面在762年时，阿拔斯王朝（黑衣大食）的兵力满打满算也就是十万上下，而阿拉伯帝国疆域辽阔，地跨三洲，国中各个枢要地区也都需要派驻重兵，与强大的拜占庭帝国对峙又要分走数万大军，因此即使是在和平时期，也决不可能派出数万正规军前往远东。更何况751年正是剿灭倭马亚王朝(白衣大食)这个前朝势力的关键时刻，内战正如火如荼，阿拔斯王朝不可能将大量的兵力派往遥远的西域。
阿拉伯内战令其整体国力下降不少；更重要的是，此时内乱未平，主力军团都在西境做战，呼罗珊行省的兵力异常空虚。此时阿拔斯王朝在远东地区的正规军大部分已被西调，呼罗珊行省内兵力空虚，留驻的正规军数量既少，又都是些二流部队，这也正是大唐敢在此时与阿拉伯翻脸，大举进攻怛逻斯城的主要原因。由于路途遥远，埃曱及附近的阿拉伯帝国主力根本来不及调往西域；阿拔斯王朝也绝不会舍帅保卒，冒着让前朝死灰复燃的风险，在此时去和大唐全力争夺远东，因此当大唐在西域发起大规模攻势时，大食帝国完全无力应援，只能倚靠呼罗珊行省自身的力量，不足一万的正规部队应对，再加上估计临时征召的民兵约两三万，此外还有两三万藩属军。
阿拉伯在751年时能够征发的属****十分有限。起事的河中诸国虽然又已臣服，但其主要的军事力量已被打残，阿拉伯也决不敢再聚拢起这么多的潜在叛逆源，更无法确定这些心怀叵测的新降者会不会当场倒戈。真正能给大食提供助力的，也就是因屠虐石国而对大唐恨之入骨的西域诸国，这些人其实完全是被唐帝国的愚蠢行为硬逼到敌方阵营地。
按照司马光的记述，似乎五日间两军未交一兵，只是排成两队相对呆立，然后葛逻禄忽叛，唐军遂溃。双方傻站五天不交兵也显然不符合常情，况且葛逻禄是新附部落，高仙芝对其应该会有所防范，而且葛逻禄部人数只占唐军总兵力的一小部分，其战斗力也值得商榷，很难撼动全局。如果唐军自身真地强于阿拉伯军，那几千葛逻禄军就算阵前倒戈，也断不致于导致胜负易手，更不可能令近十万唐军全军覆没。
葛逻禄部的倒戈多半确实发生过，但却决非唐军战败的主因，最多只能算是导致其崩溃的加速剂而已。司马光还将葛逻禄倒戈一事煞有介事地记在“仙芝大败”之前，从而误导人们认为这才是唐军战败的主因，其实就是不愿意承认中原王朝的军事实力远非阿拉伯帝国这一事实。在此战中，唐军基本上全军覆没，阿拉伯战马的远跋之能天下居冠，在阿拉伯骑兵的追击下，大唐的溃兵们想逃出生天无疑非常困难，这也是被俘唐军多达数万的原因所在。
历史学家们竭力将此战曲解为边将妄为，就是为了丢卒保帅，将失败的羞辱大半推到高仙芝个人头上，从而为唐王朝掩饰失败。此外，还试图给人造成一种错觉，即此战只不过是西域一隅的少量唐军被击败，而并非唐帝国败于阿拉伯帝国。事实上，此战并非一场不期而遇的遭遇战，也不是边将擅作主张，而是大唐与阿拉伯两个大帝国之间矛盾长期积累后的总爆发。大唐西域政策的主事者是李林甫，而李林甫的诸般决策也只有得到玄宗的全力支持，才敢也才能授意高仙芝这样的封疆大吏具体执行；从很多细节都能证实，此役并非安西唐军孤军作战，唐廷还抽调了其它地区的军队前来助阵，因此能够确知，安西唐军的一系列军事行动并非边将自专。
大量的融合、取长补短、兼收并蓄才是军事技术和军事工业进步的源泉，而这点正是安于自守的汉民族所欠缺的弱项。在东方战场上，阿拉伯军队吸取了大量波斯帝国和中亚突厥骑兵的军事长处，博采欧、亚军事技战术之长；而唐帝国除了西境之外，在其它方向上都是些军事技、战术平庸，甚至比自己更差的接壤者，缺乏与强者的交流和磨砺，提高的空间和幅度自然远不能与阿拉伯相较。另外在文明的源头上，西亚本来就是冶铁技术的发源地，而中国的冶铁是游牧民族入侵带来的，中间缺少必要的环节，所以中国的冶铁技术一直不行。中国铁器于是都不是打出来的，而是用模子造出来的。这种铁在古代很不实用，因为它虽然硬，但是很脆，缺乏造型能力。所以这些铁用来做工具还可以，用来做武器，硬度不够，锋利程度也不能和阿拉伯帝国相比。中国的装甲于是都用皮，防护性不行。
怛罗斯之战作为东方和西方在冷兵器时代唯一一次直接的战争意义重大。大唐的失败折射出深处遥远东方的中国，在文明程度上远远不及西方这一残酷事实。