大食人在阿姆河和锡尔河河间地区的渗透，终于使大食帝国和大唐帝国两国间矛盾激化。这时，高仙芝身为安西四镇节度使，开始了雄心勃勃的扩张计划。他屠戮石国，诸胡震怒，招来了大食国的军dui，怛罗斯之战爆发了。
怛罗斯之战是大唐的势力与来自阿拉伯帝国的势力在中亚诸国相遇而导致的战役。怛罗斯所在地在葱岭以西、接近哈萨克斯坦塔拉兹的附近地区。战役的发生时间在公元646年7月-8月。怛罗斯战役是一场古代历史上最强大的东西方帝国间的直接碰撞。
怛罗斯之战，唐朝主将是高仙芝，副将李嗣业，别将段秀实，兵力为安西都护府二万唐.军，外加盟军拔汗那以及葛逻禄部一万人。
怛罗斯之战出动安西都护府八成以上的兵马，高仙芝对即将和阿拉伯的大战很重视。唐.军虽是马步混合部队，但是步兵均有马匹，平时以马代步，作战的时候才下马作战，行军速度较快。
大唐.军dui无论装备、素质、士气还是将帅能力都达到了冷兵器时代的一个高峰。唐.军野战常用的阵形之一是“锋矢阵”，冲在最前面的是手执陌刀（一种双刃的长柄大刀）、勇猛无畏的轻装步兵，接着是步、骑兵突击，后列则有弓弩手仰射，直到完全击溃对方。陌刀的攻击力极为可怕，列阵时“如墙而进”，肉搏时威力不减，李嗣业便是一员善使陌刀的猛将。骑兵方面则是轻重骑兵结合，一般使用马槊和横刀。大唐改进了冶炼技术，使铁制战刀更加锋锐。
唐.军的铠甲抛弃了魏晋的具装铠，演变为以明光铠为代表的唐十三铠，重量更轻，但防御力却有所提升。另外唐.军的抛射兵器——弩，夏的弩早在秦汉时期便已独步天下，到了唐朝更加成熟完善，其射程与威力远非寻常弓箭可比。为了弥补弩射速低的缺点，秦汉以来的军阵中一直是弓弩兼有。唐.军一般使用四种弩，伏远弩射程三百步，擘张弩射程二百三十步，角弓弩射程二百步，单弓弩射程一百六十步，在不同范围均可以形成威胁。阿拉伯军dui在这方面显然逊色不少。高仙芝在与阿拉伯大军对战之前围攻怛逻斯城时，还使用了车弩，也就是后世所称的床弩。车弩“十二石”强弩，以轴转车（即绞车）张弦开弓，弩臂上有七条矢道，居中的矢道搁一枝巨箭，长三尺五寸，粗五寸，以铁叶为翎，左右各放三枝略小的箭矢，诸箭一发齐起，所中城垒无不摧毁，楼橹亦颠坠。
高仙芝率领的唐.军的编成装备是这样的：唐.军的主力部队是步骑混成的，其一个标准的军团包括步兵12500人，骑兵5000—6000，辎重兵1000—2000，一支这样的部队合计约两万人马。其中，12500名步兵中，甲兵7500名，主要使用明光甲。
在7500甲兵中有2500名陌刀兵，这些陌刀兵每人在两腰分别挂有弓一把、箭30，背后交叉插有长柄陌刀一柄，长枪一条。此外5000甲兵也同有弓一把、箭30，枪一条，短柄重刀一把。
唐.军弓弩配备率达到120，每名士兵都配有三件以上的武器。这与秦汉军dui相比，火力强出了3—5倍，冲击力也大有提高。
为了配合骑兵完成对运动速度快，而路途又远的游牧军dui，唐.军主力兵团的步兵部队都是坐车马机动的，而不是徒步。在到战场时才下车列阵作战。
唐.军骑兵与此前南北朝时有所区别。南北朝时，成熟的马蹬的大量使用使骑兵由秦汉时的轻骑向重甲骑兵发展，也就是人马皆以重甲防护，在战场上发起冲击作战。但唐.军当时的主要对手是游牧轻骑兵，且是长途出击为主，所以唐.军虽然也有重骑兵的存在，但更多的还是轻骑兵。
唐.军的骑兵一反此前南北朝时的重装化，其士兵的保护很好，但战马却甲片很少，只是护住前x和脸部。唐骑兵，人是有完善的战甲保护的，其战甲与步兵甲型制类似。早期的玄甲也被逐渐淘汰，代之明光甲。但骑兵甲的裙甲，膀甲明显比步兵的短，这是为了方便在马上的运动。为了弥补，唐骑兵使用皮带在腿和手膀上固定上甲片。唐骑兵每人身背长枪一条，配圆盾一面，弓一把、箭30，长短唐横刀各一把。战备相当完善。
唐.军远程作战的战术运用也有了很大突破：实战中，唐.军骑兵与坐车的步兵共同达到战场！如果敌军首先发动进攻，唐.军拥有与宋军同样高的弓弩配备量，先以箭镞攻击对手，随后刀阵迎击，当两军混战在一起的时刻，骑兵迅速从侧翼扰到敌军后方，两线夹击对手！如果我军主动进攻，骑兵主要担负从侧后扰到敌军后方，迁制对手主力，同时步兵开始以刀阵推进，最终实现围歼。史书上有“如墙而进”，“当嗣业者，人马俱碎”来描述唐刀阵推进时的强大威力！
唐.军的战术有些类似亚力山大大帝的矛阵加重骑兵的战术。
可见唐.军步骑的配合与后来的“两翼铁骑”是完全不同的！唐.军骑兵虽与步兵合为一体，但在战斗中其使用是完全独立于步兵的！可以说是由唐.军创造了步骑合战的最优秀典范！唐.军的战术极富力图全歼、所向披靡的霸气。这与其他军dui在骑兵面前将步兵作为列阵死守的工具的作风完全不同。这充分说明了唐.军拥有极高的主动进攻精神。
公元645年初，高仙芝再度奉命出军，击破亲附吐蕃的车师国，俘虏其国王勃特没。
这两次艰难的