背景
公元六到八世紀，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。唐太宗、唐高宗時期，突厥汗國、薛延陀汗國、西域諸國、西突厥汗國先後被唐朝所滅，唐朝擴張並且開始統治河套、漠南、西域、漠北、安南等地。伊吾（哈密）、鄯善、高昌、焉耆、龜茲、疏勒、于闐等西域小國或被迫投降於唐朝、或被武力滅國。唐朝從此建立了以安西都護府、北庭都護府為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，從阿拉伯半島開始，經過戰爭擴張成一個橫跨歐亞非三大洲的空前大帝國，向西占領了整個北非和西班牙，向東則吞併了整個西亞和大半箇中亞，控制了地中海南岸的整個地區。阿拉伯帝國成為唐朝之外影響中亞的另一力量。八世紀初，阿拉伯帝國在東方的最高長官哈賈吉·本·優素福應許他的兩個大將——穆罕默德和古太白·伊本·穆斯林，誰首先踏上中國的領土，就任命誰做中國的長官。於是前者征服了印度的邊疆地區，屠殺、趕走了大量非穆斯林，後者征服了塔立甘、舒曼、塔哈斯坦、布哈拉等大片中亞地區，但誰都沒能跨過中國的國界。開元三年（715年），阿拉伯聯合吐蕃進攻中亞錫爾河的國家拔汗那，被唐軍擊敗。
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。
而突騎施由親唐轉變為反唐。開元二十四年（736年），蓋嘉運指揮唐軍大破突騎施。 開元二十七年（739年），蓋嘉運指揮唐軍大勝突騎施，突騎施可汗蘇祿被殺，突騎施新可汗吐火仙、黑姓可汗爾微都被唐軍擒獲。
天寶初年，吐蕃以武力迫使小勃律（今克什米爾的吉爾吉特）娶吐蕃公主。小勃律國地處吐蕃通往安西四鎮的要道。天寶六年（747年），高仙芝率唐軍步騎一萬進行長途遠征，從安西出發，用百餘日到達連雲堡（小勃律西北部今阿富汗東北的薩爾哈德）。連雲堡地勢險要，且有萬人吐蕃兵防守，但高仙芝指揮下的唐軍作戰神勇，半天時間便攻占了該城。吐蕃在娑勒城聚集了十萬軍隊，高仙芝在夜裡指揮軍隊渡河，派李嗣業率領唐軍發起進攻，打的吐蕃軍慘敗，吐蕃軍大潰敗、逃跑時十分之八、九的人摔死、溺死。此後高仙芝率兵繼續深入，越過險峻的坦駒嶺，進入阿弩越城，攻占了小勃律國，派唐軍駐守小勃律國，高仙芝帶著活捉的小勃律國王及吐蕃公主返回。此役之後，唐軍在西域威名更盛，高仙芝也被提拔為安西四鎮節度使。
天寶九年（750年）高仙芝再度奉命出軍，擊破親附吐蕃的車師國，俘虜其國王勃特沒。這兩次艱難的遠征使得高仙芝在西域獲得了極大的聲譽。此時，中國已經成為塔里木地區、伊犁河流域和伊塞克湖地區的占有人和塔什乾的宗主，他控制了帕米爾山谷地區，成了吐火羅地區，喀布爾和克什米爾的保護者，高仙芝儼然是大唐在中亞的總督。
天寶九年（750年）高仙芝還擊破了石國及突騎施。
天寶八年（749年），阿拉伯政權從倭馬亞家族轉入阿拔斯家族掌握，即使在西亞亦成定居。而在怛羅斯之戰一年以前，阿拉伯阿拔斯王朝已經迅速迅速徹底打垮了阿拉伯倭馬亞王朝，能夠調大量軍隊到東部來。
呼羅珊是阿拉伯阿拔斯王朝的興起地，阿拉伯阿拔斯王朝能從這裡派出龐大的軍隊。葉海亞在呼羅珊建立了一個強大的波斯兵團，據塔巴里的記述，應徵入伍的士卒達50萬人之多。而從怛羅斯之戰到葉海亞在呼羅珊建立波斯兵團之間這段時期，呼羅珊並沒有發生能導致兵源發生大變化的事。可見怛羅斯之戰時阿拉伯阿拔斯王朝能從呼羅珊出動大量軍隊。
此外，關於怛羅斯之戰，歷史學家王小甫指出，呼羅珊屯聚著阿拉伯阿拔斯軍隊的主力。可見，阿拉伯能動用大量軍隊參與怛羅斯之戰。
起因
天寶九年（750年），高仙芝以石國“無番臣禮”為由，征討石國。石國請求投降，高仙芝允諾。不久高仙芝違背承諾，擄走石國國王及其部眾，格殺老人與小孩，搜取財物。[18]天寶十年（751年）正月，高仙芝入朝，將被俘的幾位國王獻於玄宗面前，高仙芝被授予右羽林大將軍，並將石國國王斬首。此時高仙芝達到了征戰生涯的最高峰。僥倖逃脫的石國王子遂向黑衣大食（阿拉伯阿拔斯王朝）求救。高仙芝先發制人，主動進攻大食。高仙芝率領大唐聯軍長途奔襲，深入七百餘里，最後在怛羅斯與大食軍隊遭遇。
經過
戰役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。為了阻止大食的東進，以攻為守，遠征大食對於深諳兵法的高仙芝來說似乎成為可行手段。 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。
高仙芝於天寶十年（751年）四月，從安西出發。在翻過帕米爾高原（蔥嶺），越過沙漠，經過了三個月的長途跋涉之後，高仙芝在七月份到達了阿拉伯人控制下的怛邏斯，並且開始圍攻怛邏斯城。由於阿拉伯人早就在準備對安西四鎮的攻擊，在接到高仙芝進攻的訊息之後立即組織了十餘萬的大軍趕往怛羅斯城，雙方在怛邏斯河兩岸、今天的奧李-阿塔（Aulie-Ata今江布爾）附近展開了決戰。
結果
在高仙芝的指揮之下唐軍驍勇善戰，靠著步兵的強弓勁弩，唐軍曾經占有很大的優勢，唐騎兵一度完全壓制了阿拉伯騎兵。但是由於阿拉伯聯軍數量極多，高仙芝無法取得最後的勝利。史載戰鬥持續了五日，第五日傍晚，葛邏祿（Qarluq）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。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，途中恰逢大唐聯軍的拔汗那兵也潰逃至此，兵馬車輛擁擠堵塞道路。李嗣業恐阿拉伯追兵將及，殺死百餘名拔汗那軍士才得以率先通過。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》卷第二百一十六記載唐軍總數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》列傳第五十九、《新唐書》列傳第六十三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。
評價
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）。
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。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。安西都護府的實力已經大體恢復。封常清率領唐軍繼續擴張，直到安史之亂才停止。如若不是安史之亂，那么安西都護府有能力再次和阿拉伯人一較長短。
754年唐朝在西域、中亞的勢力到了極盛。
近些年，有學者已經考證，怛羅斯戰前，造紙術已從唐屬國拔汗那的首府浩罕和平傳入中亞撒馬爾罕。
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。儘管怛羅斯戰役戰敗，唐王朝的整體實力，以及在西域的影響力並未受到動搖；戰後，唐王朝仍在中亞繼續擴張；753年，封常清攻占大勃律菩薩勞城，而於755年達到了西域經略的鼎盛；從長安安遠門西行至唐境西陲是1.2萬里，隴右作為東西交流的咽喉要地，成為唐朝最為富庶的地方。 756年，參與怛羅斯戰役的拔汗那與阿拔斯王朝仍派兵助唐鎮壓安史之亂。[28]拔汗那位於蔥嶺以西最靠東邊的七河地區小國，是唐朝在中亞“事唐最謹”的藩屬。
影響
政治
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。[30]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。以下為怛羅斯之戰後中的47年，阿拔斯使臣來華的17次記錄，自戰後的6年，每年均有阿拔斯使臣來朝，僅753年就來了四次，見於《冊府元龜》記載者有。
| 752年12月7日 | 黑衣大食謝多訶密遣使來朝， 授左金各衛員外大將軍，放還番。 |
| 753年3月 | 黑衣大食遣使獻方物。 |
| 753年4月 | 黑衣大食遣使來朝。 |
| 753年7月12日 | 黑衣大食遣大酋望25人來朝， 並授中郎將，賜紫袍金帶魚袋。 |
| 753年12月 | 黑衣遣使就馬30匹。 |
| 754年4月 | 黑衣大食遺使來朝。 |
| 755年7月 | 黑衣遣使貢獻。 |
| 756年7月 | 黑衣大食遣大酋望25人來朝。 |
| 757年 | 大食國遣使朝貢。 |
| 758年5月1日 | 回紇使多乙亥阿波80人，黑衣大食酋長鬧文等6人，並朝見，至閣門爭長。通事舍人乃分左右，從東西門併入。文涉施黑衣大食遣使來朝見。 |
| 760年12月 | 宴白衣婆節使等18人於延英殿會。 |
| 762年 | 黑衣大食遣使朝見。 |
| 769年 | 黑衣大食遣使朝貢。 |
| 772年12月 | 大食遣使朝貢。 |
| 774年7月 | 黑衣大食遣使來朝。 |
| 791年1月 | 黑衣大食遣使來朝。 |
| 798年9月8日 | 以黑衣大食遣含嵯、烏雞， 莎比並為中郎將，防還番。 |
另外，在怛羅斯之戰之後，中亞的拔汗那、倶密、康國、安國及花拉子模等等國家仍然遣使朝貢於唐朝。[38]
軍事
怛羅斯之戰之後，高仙芝仍被玄宗委以重用。天寶十四年（755），安祿山叛反於范陽。高仙芝奉命征討叛軍，扼守潼關。 遺憾的是，不久玄宗聽信讒言，錯斬了高仙芝。
怛羅斯之役後不久阿布·穆斯林因功高震主而被謀殺，手下大將齊雅德·伊本·薩里也被處死，由此引來大規模叛變，阿拉伯忙於平亂，並沒有乘勝追擊。而中國方面由於幾年後爆發安史之亂，之後還有朱泚之亂、藩鎮之禍等數次內斗，國力消耗，也只能放棄在中亞與阿拉伯的爭奪。
並不存在吐蕃與阿拉伯3次大戰、十幾萬精銳損失殆盡、吐蕃擋住阿拉伯東進防止西域中國被伊圌斯圌蘭化等事。事實上，所謂的那幾個吐蕃與阿拉伯大戰的時期，阿拉伯主要忙於解決內訌、叛亂以及與拜占庭的衝突，無力伊圌斯圌蘭化西域、中國，當時阿拉伯在東部倒是與古斯（Ghuzz）、突厥有過衝突。作為當事人的阿拉伯的史料記載里，那時沒有吐蕃與阿拉伯大規模交戰、十幾萬精銳損失殆盡，倒是有阿拉伯人造惹瑟知之門等防禦突厥人的侵襲，在布哈拉、赭時等地區修築了城牆以防禦突厥人的侵襲。支持拉斐厄叛亂的戰士來自10多個勢力，其中突厥人起重要作用，拉斐厄見棄於突厥人之後，很快就投降於阿拉伯馬蒙；法德勒東征打了多個勢力，雖然有俘獲吐蕃軍官，但是其與吐蕃的交戰規模極小、影響很小，記載很簡略，還比不上對怛羅斯之戰的記載。法德勒東征其實不是吐蕃與阿拉伯大戰，而且法德勒東征本來也沒有伊圌斯圌蘭化西域、中國的能力。
阿拉伯史料里，根據塔巴里、亞爾庫比、加爾迪齊等人的記載，在網上流傳的阿拉伯與吐蕃大戰的那個時間段，波斯人的暴曱動、什葉派運動不斷。阿拔斯大食委派的歷任呼羅珊省總督不得不應付波斯人乃至阿拉伯人本身發動的一系列叛亂。謝里克事件平息後，布哈拉什葉派阿拉伯人仍不斷背叛。哈里吉派優素福.貝爾木之亂、曼蘇爾.本.阿卜杜拉之亂、塞吉斯坦與巴德吉斯屢次動曱亂、阿什納斯之亂等等。當時阿拉伯主要忙於解決內訌、叛亂以及與拜占庭的衝突。
阿拉伯史料記載，馬赫迪分遣使節要求若干國家的統治者稱藩納貢，其中多數應命臣服。史籍載稱應命稱藩者有粟特的伊赫施德、烏什魯桑那的阿弗申、費爾乾納的君主、葛邏祿的葉護、九姓烏古斯的可汗、“突厥人之王答兒汗”、吐蕃王。當哈侖.拉施德在位時（786-809年），總督吉特里夫.本.阿塔（792-3年）為了驅逐葛邏祿葉護的軍隊，派遣阿慕爾.本.傑米勒進入費爾乾納。
阿拉伯史料記載，806-810年，拉斐厄叛亂，拉斐厄的戰士中有來自赭時、突厥、費爾乾納、忽氈、烏什魯桑那、石汗那、布哈拉、花剌子模、珂咄羅、古斯（Ghuzz）、葛邏祿等10多個勢力， 主要是突厥、古斯（Ghuzz）與大食衝突，而非吐蕃。拉斐厄於809年見棄於突厥人，“當他聽到馬蒙為政清明的報告時”， 遂也向馬蒙納降，得到了後者的寬宥，既往不咎。810年，這次變亂完全平息。拉斐厄見棄於突厥人不久，這次變亂就完全平息，可見突厥對這次變亂影響之大。
大食的馬蒙在對哈利發阿敏（811年）展開鬥爭以前，曾向其韋齊爾法茲勒.本.薩赫勒訴說：（葛邏祿）葉護、“吐蕃主可汗”不臣服；喀布爾王正要奪取呼羅珊與喀布爾毗連的地區；訛答剌君主不肯繼續入貢。馬蒙聽從法茲勒的建議，和平解決了這些問題。並沒有大戰，之後也沒有大食與吐蕃大規模交戰的記載，而是大食對付突厥、古斯（Ghuzz）以及反叛的大食人、波斯人。
伊本.忽爾達茲比在其《道里與諸國志》說：“惹瑟知是呼羅珊在那個方向最遙遠的地點，它位於兩山之間。突厥人常常經由此處前來侵襲，所以Barmak家族的法德勒在那兒建造了一座大門。”根據奈爾沙希、伊斯塔赫里、伊本.豪卡勒等人記載，阿拉伯人在布哈拉、赭時等地區修築了城牆以防禦突厥人的侵襲。
當時大食集中力量解決反叛、內訌以及與拜占庭的衝突，而在大食的東部，大食與古斯（Ghuzz）、突厥有衝突，大食在布哈拉、赭時等地區修築了城牆以防禦突厥人的侵襲，沒有要伊斯蘭化西域、中國。
實際上怛羅斯之戰後不久，唐軍就連續派兵在西域活動，西域各國也多向唐朝朝貢，雖然有些小國投靠阿拉伯，但亦有背叛阿拉伯，重新倒向唐朝的。怛羅斯之戰的爆發本與石國有關，但是戰後不久，石國仍然倒向唐朝。從新近出土資料中也有很多怛羅斯之戰後唐朝中央與中亞地區軍事據點的文書往來。縱觀唐朝的擴張史，偶遭挫折並不少見，而敗後捲土重來也是唐朝慣用的戰略。我們可以說，假如安史之亂不爆發，大唐仍維持表面上的繁榮，那么若干年後唐軍再次出擊中亞，與阿拉伯軍隊再次相遇，幾乎是必然的。當然這僅僅是假設。安史之亂的爆發，引爆了唐朝社會的幾乎所有矛盾，即使怛羅斯之戰取勝，按照正常的歷史進程，唐朝勢力仍會撤出中亞。法國學者張日銘在著作中認為，在安祿山叛亂前，唐從未自西域撤退。所以我們應該說，正好在唐朝由盛轉衰的當口，爆發了怛羅斯之戰，而不是怛羅斯之戰，促使唐朝由盛轉衰。
經濟
造紙術被誤傳為經過怛羅斯之戰西傳。實際根據杜佑《經行記》的記載，被俘的工匠里沒有造紙工匠。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。[51]
公元755年唐朝發生安史之亂，導致唐朝無力染指蔥嶺以西的中亞，並自此退出對中亞霸權的爭奪。原本臣服於唐朝的中亞諸國轉而臣服於阿拔斯王朝。儘管阿拔斯王朝取得了怛羅斯戰役的勝利，但是懾於對唐軍在怛羅斯戰役中展現的驚人戰鬥力，阿拔斯王朝也打消東進擴展領土的打算，只是默許了葛羅祿在阿姆河與錫爾河流域附近的擴張。他們自立了一國家，並一直維持至九世紀末被後來建立Kara-KhanidKhanate的入侵者消滅。[20]
杜環是唐軍俘虜中的一員，他是作為隨軍書記官參與怛羅斯戰役的。杜環在中亞、西亞乃至地中海沿岸等大食境內遊歷、居住有十多年之久，並將其遊歷見聞著作成書，名為《經行記》，為中、外文化交往流下了寶貴的記錄。
文化
怛羅斯戰役後，中亞大部分地區並沒迅速地轉化為伊斯蘭教區，雖然阿拉伯人在河中地區（Transoxiana）的建制很早，但阿拉伯人對當地人仍非常不信任，主要是他們並非伊斯蘭教徒。初期的時候為了增加稅收，沒有要求人們該信伊斯蘭教，到了Qutayba（屈底波，卒於715年）時期，開始約許免稅引誘和強迫人們改教。不過一直到了850年的薩曼王朝時期，伊斯蘭教才逐漸成為河中地區主要信奉的宗教。 而在中國新疆地區，即唐安西四鎮、北庭所在，即使在公元790年以後，唐朝退出西域舞台，當地也沒有因此轉化為伊斯蘭區，回鶻及後起的幾個突厥政權一直扮演了漢傳佛教的守護者，一度代表了漢傳佛教勢力抵抗伊斯蘭教。到了950年前後，喀喇汗國統治者薩圖克改信伊斯蘭教，伊斯蘭教才在新疆得到了發展，在新疆東部地區的高昌回鶻仍信奉佛教； 新疆境內一直到15世紀末明代中葉才完成全盤伊斯蘭化。此時距怛羅斯戰役已有700年，而唐朝也於907年滅亡。
而值得注意的是，回鶻本信奉摩尼教，摩尼教於763年傳入蒙古回鶻汗國，迅速發展成為國教，其影響滲透到汗國社會、經濟、外交及文化的各個方面。直至840年，回鶻汗國崩潰，部眾西遷至西域及河西走廊一帶，由於受到當地盛行的漢傳佛教的影響，大批民眾多改信佛教。唐代的新疆地區是漢傳佛教的一大中心，已有了近很長的漢傳佛教發展歷史，僧徒眾多、香火旺盛。這些都為後來回鶻佛教的形成與發展奠定了基礎，從今天所能見到的回鶻文佛經、回鶻佛教石窟藝術諸因素來看，漢傳佛教對回鶻佛教影響最大。雖然吐蕃曾在新疆統治一段時間，但藏傳佛教在新疆的影響仍不及漢傳佛教。直到元代，由於蒙古人崇敬喇嘛，藏傳佛教才在新疆得到發展，但漢文佛典被翻譯為回鶻文的數量仍最多，大約81部41種佛經。其次才是從藏文翻譯過來的佛經，至少有16部。
匈牙利學者Harmatta推斷，在蔡倫發明紙張後的一個世紀，索格低亞（Sogdiana）就已經用紙通信了；到了3世紀，紙張已傳入伊拉克地區。李約瑟指出早在650年造紙術就已經傳入中亞的撒馬爾罕。到了707年紙張已在阿拉伯半島麥加被阿拉伯人使用。總之，都比怛羅斯戰役早。
爭議
關於此戰的爭議，主要集中於唐朝、阿拉伯雙方的參戰軍隊數量。
唐
唐朝主將是高仙芝，副將李嗣業，別將段秀實，兵力為安西都護府二萬漢軍，外加盟軍拔汗那以及葛邏祿部
一萬人(阿拉伯史籍是十萬，杜佑的《通典》記載唐軍為七萬人，《段秀實別傳》是六萬人。《舊唐書·李嗣業傳》是二萬，《通鑑》是三萬，《唐歷》記載是三萬)。”，《新唐書·李嗣業傳》記載唐軍人數也是兩萬。（資治通鑑·卷216）記載“仙芝聞之，將蕃、漢三萬眾擊大食”。(蕃兵指的是唐朝附屬國軍隊，蕃、漢三萬意思是唐朝附屬國軍隊及唐軍自身兵力總共是三萬人。)
歷史學家M.S.Asimov與C.E.Bosworth的《中亞文明史》記載怛羅斯之戰唐朝方面有3萬軍隊。
中國方面對此戰唐軍動員的人數，大致有兩個不同的記載；一為6至7萬，一為2至3萬。阿拉伯方面的兩種記載，對唐軍動員的人數為10萬，外國史學界學者方面多支持唐朝2至3萬說法，對唐軍10萬人數並沒有達成共識。認為唐軍3萬的學者包括著名東方學家Waley、漢學家Graff、Powell及聯合國教育、科學及文化組織出版的《中亞文明史》（此本巨作由多位著名中亞研究學者編輯而成，包括著名的L.Bazin、M.S.Asimov和伊斯蘭學者CliffordE.Bosworth）。其中美國藏學家白桂思、俄國伊斯蘭學家巴托爾德和穆罕默德·阿薩德（MuhammadAsad）也指出阿拉伯史籍的言詞和唐軍人數方面都過於誇大，把此戰唐軍的兵力調整到2至3萬。不過作為參戰人員之一的杜環，並沒有透露唐軍在這場戰役的兵力，其著作《經行記》原本已失傳，殘文被杜佑收入在《通典》。但《經行記》的殘文並沒有關於唐軍在這場戰役的兵力的記載，因此杜佑得七萬之說應是他自己猜測，而不是某些人云亦云的網民所說的得自杜環。
歷史學家王小甫在《中國軍事百科全書（增補）》中指出參戰的唐軍數量為3萬。
阿拉伯史料記載的唐朝兵力，伊本·艾西爾（Ibnal-’Athīr，公元1160-1233）的《歷史大全》記載：“[伊歷133年]本年，費爾乾納的伊赫西德（’Ikhshīd）與赭石（al-Shāsh）國王反目，伊赫西德遂向中國（al-Ṣīn）國王求援，中國國王派遣十萬名士兵支援他，他們包圍了赭石國王。於是赭石國王便臣服於中國國王的統治之下，他本人和他的隨從們都沒有受到虐待。艾布·穆斯林（’AbūMuslim）得知這個訊息，就派遣齊亞德·本·薩利赫（ZiyādibnṢāliḥ）與他們戰鬥。雙方在怛羅斯河（NahrṬarāz）相遇，穆斯林戰勝了他們，對方大約有五萬人被殺，大約有兩萬人被俘，剩下的人逃回了中國。此事發生在[一百]三十三年十二月。”
阿拉伯記載範圍內，較早的阿拉伯史家對怛羅斯之戰完全沒有記載，較晚的阿拉伯史家記載中國人被殺5萬人，被俘2萬人。歷史學家巴托爾德指出阿拉伯史家記載的唐軍數量是被誇大的。
歷史學家M.S.Asimov與C.E.Bosworth的《中亞文明史》記載怛羅斯之戰唐朝方面有3萬軍隊。
以史料記載高仙芝時代“凡鎮兵四十九萬，安西節度兵二萬四千”， 即使以最高估計，安西四鎮也沒有超過三萬的兵力，而且不可能傾巢而出，不留守備。實際上杜佑《通典》中的七萬軍隊記載，並不是來自於杜環，杜環則被阿拉伯俘虜之後，杜環的經行記殘本也沒有記載此戰的唐軍人數。
杜環被阿拉伯軍隊俘虜，遊歷中東、非洲十餘年，著有《經行記》，記載自己在國外的見聞。因此有人說《通典》中的記載來源於《經行記》，《經行記》是參戰人員寫的第一手史料。但是，這個說法是錯誤的，因為：
首先，所謂《通典》中七萬人之說是引自《經行記》的說法是網路上人云亦云、以訛傳訛的謠言，是完全錯誤的！《經行記》已經失傳，只有被其他史料引用的1500多個字保留了下來，而這1500多個字里關於怛羅斯之戰的記載很簡單：
《通典》卷第一百九十三：“杜環經行記云：「其國城一名赭支，一名大宛。天寶中，鎮西節度使高仙芝擒其王及妻子歸京師。國中有二水，一名真珠河，一名質河，並西北流。土地平敞，多果實，出好犬良馬。」又云：「碎葉國，從安西西北千餘里有〈勃，中“力改攵”〉達嶺……〈勃，中“力改攵”〉達嶺北行千餘里至碎葉川……其川西接石國，約長千餘里……其川西頭有城，名曰怛邏斯，石國人鎮，即天寶十年高仙芝軍敗之地。從此至西海以來，自三月至九月，天無雲雨，皆以雪水種田。宜大麥、小麥、稻禾、豌豆、畢豆。飲蒲萄酒、麋酒、醋乳。”
也就是說《經行記》的殘留文字中根本就沒有這場戰役唐軍兵力的記載。而且，杜佑在《通典》中引用他書文字時都會明示的，而“高仙芝伐石國，於怛邏斯川七萬眾盡沒。”這句話並沒有註明是取自他書，尤其是《經行記》；也沒有說明他是聽誰說的。總之，這句話的訊息來源不明。但有一點是肯定的，那就是：將《通典》中的這個記載說成是出自《經行記》，並奉為確鑿無疑的“第一手資料”是完全錯誤的！
有人質疑，既然《經行記》失傳了，那么《通典》中的記載也不能說肯定就不是出自《經行記》，就算不是也有很大可能是聽杜環說的啊。他家親戚是參戰者，他寫這次戰役的時候能不去問一下嗎？況且杜佑是德宗、憲宗時期的朝廷宰相，寫《通典》的時候距離怛羅斯之戰才幾十年，差不多算是高仙芝的同齡人了，幾乎可以算是歷史親歷者，新舊《唐書》《資治通鑑》這些正史的作者都是幾百年以後的了，我們憑啥不信杜佑？但是事實是：
第一，杜環的生卒年不詳，有可能杜佑寫《通典》的時候他已經死了，杜佑沒法向他諮詢。
第二，不論《通典》中的記載是杜佑看的《經行記》，還是杜環直接告訴他的，退一步說，假設七萬人的說法確實出自杜環。問題是杜環說唐軍七萬，難道就真的很可信嗎？杜環雖然參戰，但也不過就是一普通士兵或者一低級軍官。這么一個低級別人物，怎么可能知道全軍兵力這種高度機密？對越反擊戰時我軍一個連長會知道我軍投入的全部兵力嗎？顯然這是不可能的。
如果杜環真的知道全軍兵力，那也很可能是被俘後聽阿拉伯人說的，要么就是高仙芝虛張聲勢。古代這種事很平常么，五萬對外宣稱十五萬，嚇唬嚇唬敵人而已。所以從這個角度看，杜環說的七萬並不可信。況且七萬人還未必就是杜環說的，這只是我們的一個假設。
第三，《通典》中關於怛羅斯之戰的文字並不是單獨出現，完整的內容是：“我國家開元、天寶之際，宇內謐如，邊將邀寵，競圖勛伐。西陲青海之戍，東北天門之師，磧西怛邏之戰，雲南渡瀘之役，沒於異域數十萬人。天寶中哥舒翰克吐蕃青海，青海中有島，置二萬人戍之。鏇為吐蕃所攻，翰不能救而全沒。安祿山討奚、契丹於天門嶺，十萬眾盡沒。高仙芝伐石國，於怛邏斯川七萬眾盡沒。楊國忠討蠻合羅鳳，十餘萬眾全沒。”
這段文字中的加粗部分說了四個人打的四次敗仗，這四次敗仗的人數記載全部都與正史不符，相去甚遠，這該作何解釋？如果其他三次敗仗《通典》記載的人數不可信，那憑啥高仙芝七萬人的說法就可信呢？如果《通典》說的全都可信，那為啥正史都不採用呢？難道歐陽修、宋祁、司馬光等等史家全部都造假？《通鑑考異》中提《段秀實別傳》都沒有提《通典》，就足以說明了史家的態度。
第四，正史的編纂者雖然比杜佑晚了幾百年，但他們編書時依據的資料可不是幾百年後的，《舊唐書》的大量內容是照搬唐朝國史，所以不能以作者所處年代來作為可信不可信的標準。《通鑑考異》中明言：“馬宇段秀實別傳云：‘蕃、漢六萬眾’，今從《唐歷》”，司馬光為什麼不信《段秀實別傳》要信《唐歷》呢？原因就在於兩個資料的作者。《段秀實別傳》很明顯是私人所著的野史，儘管肯定也有很高的史料價值，但比起《唐歷》那還是差遠了。
《唐歷》作者是柳芳。柳芳是開元天寶時期朝廷的史官，負責國史的編纂，著有記載從武德到乾元150年的國史130卷。後來被貶出了朝廷，正好和高力士順路，高力士告訴他了很多外人無從得知的朝廷秘聞，講的還很詳細。可是那個時候他編纂的國史已經送交檔案館保存了，沒法要回來更改了，所以他就另著《唐歷》四十篇。後來唐朝另一個史官崔龜從還寫了《續唐歷》三十卷獻給了朝廷。
《唐歷》的時間可比《通典》和《段秀實別傳》更早，還是高仙芝同時期的朝廷史官寫的，可信度自然更高。如果說杜佑的七萬人是杜環告訴他的，那更有理由說柳芳記載的三萬是聽高仙芝說的。高仙芝戰敗後就被調回朝廷當右羽林大將軍了，柳芳和高仙芝喝個酒吃個飯完全正常。所以說，就中國史料而言，正史記載的“二三萬”人的說法，可信性是遠遠大於《通典》和《段秀實別傳》記載的“六七萬”之說的。
觀察地圖以及結合史書可以看出。高仙芝翻越蔥嶺（帕米爾高原），“深入七百餘里”，其實已經在阿拉伯的地盤上作戰，阿拉伯在補給，情報等方面占了優勢。
阿拉伯史籍關於怛羅斯戰役的僅有兩部，有關阿拉伯動員兵力的人數，中、阿典籍中沒有直接記載。
關於阿拉伯駐兵人數，由於史料的欠缺，史學家只能從阿拉伯典籍的零散史料中估算。在700年，倭馬亞王朝的軍隊是25至30萬，阿拉伯人在Khorasan（呼羅珊）總督區的人數是11.5萬至20萬，到了715年，其兵力為4.7萬，一些史學家相信倭馬亞在Khorasan的駐軍數量一致維持在四至五萬直到末期。阿拔斯王朝在怛羅斯戰役前的兵力無從考證，不過史學家根據在762年哈里發al-Mansur（曼蘇爾，754—775年在位）面對什葉派al-Nafsal-Zakiyya和其兄弟Ibrahim發動的起義時透露的數據分析；在庫費哈里發僅有一千兵卒在身邊，其餘的阿拔斯軍隊分散；其中三萬駐守萊伊（今伊朗德黑蘭省），由他兒子al-Mahdi（邁赫迪）統領；四萬駐守伊弗里基（今北非西部），由al-Ashathal-Khuzai統領；4000人由Isab.Musa指揮在麥地那與起義軍首領al-Nafsal-Zakiyya作戰，哈里發一共提及了7.5萬駐軍人數情況。此外阿拉伯阿拔斯王朝有大量呼羅珊軍，呼羅珊軍是阿拉伯阿拔斯王朝的重要主力。
不過Kennedy指出阿拔斯王朝絕不止這些兵力，其餘沒被透露的包括駐守在摩蘇爾的2000防守哈瓦利吉派的軍隊，另外可能大約有2.5萬駐守在拜占廷邊境。據此Kennedy推測，阿拔斯王朝的軍隊在al-Mansur時期為10萬。但Kennedy指出這10萬人都是全職職業軍人，與之前的倭馬亞王朝軍隊中的民兵不同，因此實際上阿拔斯王朝很可能把軍隊保持在大約25至30萬之間，與前朝不分上下。值得注意的是，這裡說的僅僅是駐軍，不包括戰時臨時征行的麥瓦利（志願者），如718年倭馬亞與拜占廷作戰時的20萬隊伍、1.2萬工匠、駱騾各6千；781年阿拔斯與拜占廷作戰時的9.5793萬人；806年的13.5萬人，因此2.5萬駐守在拜占廷邊境的僅僅是正規軍，並非阿拔斯可動員的兵力及藩國參加後的數目。2003年BaiShouyi.在AHistoryofChineseMuslim(Vol.2).Beijing:ZhonghuaBookCompany中提出了有20萬，遠遠高於所有文獻上記載的阿拉伯軍動員的人數最高值10萬，2010年代ABC-CLIO出版的《在伊斯蘭世界的衝突和占領》(ConflictandConquestintheIslamicWorld:AHistoricalEncyclopedia)開始引用這個數字。
關於阿拉伯人在呼羅珊以東附屬國地區到底可以調動多少附庸軍人及當地藩國可參戰的兵力，我們在《冊府元龜》一份718年的吐火羅諸國表可以看見，若從642年阿拉伯人占據赫拉特，至667年越過阿姆河入侵河中地區算起，吐火羅及其旁的12個諸國（今阿富汗北部，河中以南地區，不包括昭武九姓地區）到了718年已成為阿拉伯人的實際管轄地，這在中國史籍上《冊府元龜》和《全唐文》中開元年間安、康、俱密（719年）、吐火羅（727年）和石（741年）王所撰的《請討大食表》文中描述倭馬亞王朝對各諸國所實行的異教重稅得到見證，對這樣兵多將廣的藩國，AbuMuslim在怛羅斯戰役中，征它幾萬兵，應該不是一件稀奇的事。
有種說法認為河中九國當時經歷了反阿拉伯起義後損失慘重，無法為阿拉伯提供過多的兵力。但請持這種觀點的搞清地理概念，吐火羅諸國指的是現阿富汗地區，而河中九國指的是現中亞地區，兩者完全就不是同一個地區。吐火羅諸國是在701年被阿拉伯占領，而河中九國則是在718年左右被阿拉伯實際控制。到了怛羅斯之戰時被阿拉伯實際占領的吐火羅諸國是何態度自不用說，而被阿拉伯實際控制的河中九國的態度則在很多史料中都有記載。
就在此戰前夕的750年，河中布哈拉王（即安國）還主動向阿拉伯人伸出援手協助平定阿拉伯人SharikhibnShaikh的起義，沒有當地人的協助，ZiyadibnSalih根本不可能轉敗為勝，所以阿拉伯人在此戰對這些藩國的徵調並非難事，藩國也可以多多地參加。另外根據史料記載恆羅斯之戰時呼羅珊以東諸國是支持並聯合阿拉伯對抗唐軍的，（資治通鑑·卷216）記載高仙芝之虜石國王也，石國王子逃詣諸胡，具告仙芝欺誘貪暴之狀。諸胡皆怒，潛引大食慾共攻四鎮。仙芝聞之，將蕃、漢三萬眾擊大食，深入七百餘里，至恆羅斯城，與大食遇。
呼羅珊是阿拉伯阿拔斯王朝的興起地，阿拉伯阿拔斯王朝能從這裡派出龐大的軍隊。葉海亞在呼羅珊建立了一個強大的波斯兵團，據塔巴里的記述，應徵入伍的士卒達50萬人之多。 而從怛羅斯之戰到葉海亞在呼羅珊建立波斯兵團之間這段時期，呼羅珊並沒有發生能導致兵源發生大變化的事。可見怛羅斯之戰時阿拉伯阿拔斯王朝能從呼羅珊出動大量軍隊。公元749年歲末，阿拉伯政權從倭馬亞家族轉入阿拔斯家族掌握，即使在西亞亦成定居。 而在怛羅斯之戰一年以前，阿拉伯阿拔斯王朝已經迅速迅速徹底打垮了阿拉伯倭馬亞王朝，能夠調兵到東部來。
此外，關於怛羅斯之戰，歷史學家王小甫指出，呼羅珊屯聚著阿拉伯阿拔斯軍隊的主力。 可見，阿拉伯能動用大量軍隊參與怛羅斯之戰。
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