初唐时期，唐朝击败了让中原王朝困扰已久的突厥，开始经营西域，并剿灭了二十多个西域小国，建立了安西四镇。但同时期的阿拉伯帝国也异常强大，他们一路东进，也想染指西域。此时到了唐玄宗时期，唐玄宗是个有作为的皇帝，唐朝国力也很强盛，所以在对待西域的问题上很强硬，也取得了很不错的效果。
唐玄宗开元三年和开元五年，阿拉伯帝国两次联合吐蕃攻打西域都被唐朝击败。但这并没有打击到阿拉伯人，他们对自己的扩张之路仍然很执着，并趁着唐朝和吐蕃打仗的时候趁机征服了一些西域小国。开元十二年，阿拉伯帝国希沙木继位为哈里发，派军攻打西域国东拔汗那，渴水日之战爆发，在突骑施（投降唐朝的一支突厥部落，在西域为唐朝打了不少仗）的协助下，大食军（阿拉伯军队）大败，伤亡惨重。
这次战争的结果是西域本投靠阿拉伯帝国的康国、石国等国又回到了唐朝这边，阿拉伯帝国则元气大伤，几十年不敢染指西域。
唐玄宗天宝九年（公元750年），阿拉伯帝国到了阿拔斯王朝时期，此时的阿拉伯帝国控制着西亚，唐朝控制着西域，两国开始围绕着中亚和西域的霸权针锋相对。
此时阿拉伯人的对手是大将高仙芝，其实高仙芝是高句丽人，随父一直在唐朝担任将军。此前，高仙芝已经有了辉煌的战绩，在对吐蕃和西域师国的远征中，高仙芝都大获全胜。甚至俘虏了和吐蕃公主和师国国王，也获得了“山地之王”的美誉。此番对阵黑衣大食（阿拉伯阿拔斯王朝），身为安西节度使的高仙芝自然当仁不让。
经过几番试探之后，两军进入决战，怛罗斯之战就此爆发。其实此战唐军并不占优势，军队方面，高仙芝仅率2万安西都护府精锐，加上盟军拔汗那和葛逻禄部雇佣军总共不过三万人，而阿拉伯人的军队则有十五万到二十万人左右。
另外，虽然唐朝的骑兵很强大，但阿拉伯人的骑兵也不弱，他们甚至拥有世界上最好的马匹，加上此战还在阿拉伯人的地盘上进行，阿拉伯帝国占尽优势。唐朝这边似乎也只能依靠将领的指挥和战术的准确运用来弥补劣势，另外，唐军的弩也是一大亮点。
战争开始后，唐军万弩齐发，并在骑兵（唐朝步兵均配有马匹）的对抗上一度取得了优势，但无奈人数差距太大，战争进入僵持期。先打开局面的是阿拉伯军队，第五天的晚上，唐军突然遭到葛逻禄雇佣兵的袭击，原来葛逻禄人已经叛变，此时正在帮助阿拉伯人包围唐军。唐军一时陷入混乱，最终溃败于怛罗斯，2万人的唐军精锐损失殆尽，只剩数千人，高仙芝只得撤军。
阿拉伯人虽然打败了唐军，但伤亡近7万人，此时也只想守着自己的中亚地盘，不敢再进一步了。阿拉伯人惊叹于唐军的战斗力和骁勇善战，怛罗斯之战让他们心有余悸。
后来，阿拉伯帝国再也没打过西域的主意，唐朝也在安史之乱后退出了中亚的霸权争夺战，甚至失去了西域的控制权，两个中世纪帝国不可避免地逐渐走向了衰落。
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