怛罗斯之战的背景：天宝初年，吐蕃以武力迫使小勃律(今克什米尔的吉尔吉特)与之联姻。由于小勃律地处吐蕃通往安西四镇的要道，于是西北二十余国皆臣服于吐蕃，中断了对唐朝的贡献。在当时的四镇节度使田仁琬曾3次讨伐均未成功的情况下，高仙芝(高句丽后裔)于公元747年(天宝六年)被玄宗任命为行营节度使，率步骑一万进行长途远征。
高仙芝从安西出发，仅用百余日便到达连云堡(小勃律西北部今阿富汗东北的萨尔哈德)。连云堡地势险要，且有万人吐蕃兵防守，但高仙芝指挥下的唐军作战神勇，半天时间便攻占了该城。此后高仙芝率兵继续深入，越过险峻的坦驹岭，进入阿弩越城，平定了小勃律国，活捉小勃律国王及吐蕃公主。此役之后，唐军在西域威名更盛，高仙芝也被提拔为安西四镇节度史。天宝九年(750)高仙芝再度奉命出军，击破亲附吐蕃的师国，俘虏其国王勃特没。
这两次艰难的远征使得高仙芝在西域获得了极大的声誉，也标志着唐朝在中亚的扩张达到了顶点。此时，中国已经成为塔里木地区、伊犁河流域和伊塞克湖地区的占有人和塔什干的宗主，她控制了帕米尔山谷地区，成了吐火罗地区，喀布尔和克什米尔的保护者，高仙芝俨然是大唐在中亚的总督。
几乎同一时期，阿拉伯国内发生革命，750年阿拔斯王朝(旗帜尚黑，中国史称黑衣大食)取代了倭马亚王朝(旗帜尚白，中国史称白衣大食)。在初步解决了吐蕃方面的问题之后，高仙芝打算利用这一大食易代、河中叛乱的干载难逢良机，剪除大食羽翼，逐步恢复唐朝在岭外地区的主权。于是一个名为石国的西域小国成了牺牲品。
公元750年，唐朝统治者以西域藩国石国“无番臣礼”为由，唐安西节度使高仙芝领兵征讨，石国请求投降，高仙芝允诺和好。不久高仙芝违背承诺，攻占并血洗石国城池，捋走男丁，格杀老人、妇女和儿童，搜取财物，俘虏石国国王，751年正月，高仙芝入朝，将被俘的几位国王献于玄宗面前，并因赫赫战功被授予右羽林大将军，并将石国国王斩首。阿拉伯史料记载唐皇帝善待石国王，此时高仙芝达到了征战生涯的最高峰。
侥幸逃脱的石国王子遂向大食(阿拉伯帝国)的阿拔斯王朝(黑衣大食)求救。大食援军计划袭击唐朝西域四镇，高仙芝先发制人，主动进攻大食。高仙芝率领大唐联军长途奔袭，深入七百余里，最后在怛罗斯与大食军队遭遇。唐朝要在中亚树立霸权就必须击败阿拉伯，而阿拉伯要完全控制中亚则必须击败唐朝的挑战。