自从萨珊波斯在阿拉伯人的打击下崩溃后，大约一个世纪过去了。8世纪初，阿拉伯将军库泰拔·伊本·穆斯里姆被哈里发瓦利德一世委任为倭马亚王朝呼罗珊总督，库泰拔在年到年间以倭马亚哈里发的名义统治着呼罗珊。年，库泰拔发起了对吐火罗地区的远征。吐火罗地区当时由原西突厥王室的幼支、佛教徒特勤们建立的突厥王室统治。从至年，库泰拔对伊朗-突厥族的布哈拉(石国)发起战争，并于年使之将为臣属国。然后扶持忠实于阿拉伯人的王室合法继承人吐格沙达登上王位。年，库泰拔又围攻河外的中心撒马尔罕（康国），迫使撒马尔罕王伊克谢德·胡拉克投降。

安国(布哈拉)和康国（撒马尔罕）分别于年和年向东突厥的默啜可汗求援，年突厥人曾经短暂的占领过整个粟特地区，最终库泰拔还是使突厥人撤退了（年）。

在驱逐突厥人后，库泰拔先后向塔什干、费尔干纳发起远征。然而在年，他在费尔干纳发起第二次战争时，倭马亚哈里发国的内乱导致了库泰拔被其部队杀害。

倭马亚王朝版图

库泰拔的去世以及倭马亚王朝的内乱，给了粟特人喘息之机。同时，唐玄宗恢复了中国在蒙古、伊犁河流域和塔里木地区的势力，于是鼓起了粟特人依靠这些地区的希望。于是费尔干纳王、布哈拉王、撒马尔罕王、吐火罗地区的突厥叶护们纷纷要求并得到了中国的保护。

然而，中国对派出远征军到粟特和吐火罗地区，以及公开与倭马亚王朝交战还是犹豫不决。一位统治着伊犁河流域的突厥酋长-突骑施王苏禄支持了反阿拉伯人统治的叛乱。于是年爆发了反阿拉伯人统治的大起义。

然而，由于中国人在全力对付更加附近的吐蕃人，阿拉伯人可以不受干扰的统治布哈拉和撒马尔罕。

唐将唐休璟曾于年打败吐蕃人，在年吐蕃人求和后，战争随即再次爆发。年中国在青海以西打败他们，年唐将王忠嗣在同一地区再次打败他们。在西藏的另一端，吐蕃人威胁着帕米尔地区的诸小王国。

年，唐将高仙芝被任命为行营节度使，高仙芝越过帕米尔，监禁了亲吐蕃的小勃律王。年高仙芝再度奉命出军，越过帕米尔，击破亲附吐蕃的车师国。

安西大都护府

高仙芝对帕米尔以西的两次战役，标志着唐朝在中亚的扩张到达了定点。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宗主，她控制了帕米尔山谷地区，成了吐火罗地区，喀布尔河克什米尔的保护者，高仙芝在库车驻地上，其行为俨然是中国在中亚的总督。

怛罗斯战役

按中国史书记载，是西域藩国石国“无番臣礼”。年，安西节度使高仙芝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；但是不久高仙芝即违背承诺，攻占并血洗杀烧掳掠石国城池，掠走男丁和妇女，屠杀老人和儿童，抢夺财物，并俘虏石国国王并献于阙下斩首。侥幸逃脱的石国王子向粟特地区的阿拉伯驻军求救。高仙芝得到消息后，决定采取先发制人之策，主动进攻阿拉伯。

阿拉伯将军齐雅德·伊本·萨里刚粉碎了布哈拉新近爆发的一次起义，他匆匆从南方赶往塔什干。由于当时唐帝国在西域的影响，有许多葛逻禄及拔汗那国的军卒参加大唐的军队，组成的大唐联军有三万多人（另有说法为七万多人），其中唐兵占三分之二。年，高仙芝率领大唐联军长途奔袭，深入七百余里，最后在怛罗斯与阿拉伯军队遭遇。怛罗斯的所在地还未完全确定，但应在今日吉尔吉斯斯坦与哈萨克斯坦之间的唐朝边境，接近哈萨克斯坦的塔拉兹（曾称江布尔）的地区。

哈萨克斯坦南部塔拉兹河畔的塔拉兹（怛罗斯），现为哈萨克斯坦江布尔州首府

史载怛罗斯战斗持续了五日。初期战斗唐王朝的精锐步兵占上风，但是大唐联军的葛逻禄部倒向阿拉伯人，葛逻禄部与阿拉伯军夹击唐军，唐军步兵因此与唐军主力失去联络，阿拔斯王朝联军乘唐军士兵发生暂时混乱的机会，出动重骑兵主力对唐朝步兵猛攻，高仙芝受到阿拉伯人与葛逻禄部两面夹击，无力支撑而溃不成军。势危之时，副将李嗣业劝高仙芝弃军逃跑，于是高仙芝、副将李嗣业和别将段秀实收拢残部向安西逃遁，途中恰逢大唐联军的拔汗那兵也溃逃至此，兵马车辆拥挤堵塞道路。李嗣业惟恐阿拉伯追兵将及，杀死百余名拔汗那军士才得以率先通过。别将段秀实责备李嗣业说：“惮敌而奔，非勇也；免己陷众，非仁也。”李嗣业甚感惭愧。最后高仙芝等和数千名唐兵逃至安西。此役以阿拉伯军完胜奔袭问罪的大唐联军为结局，唐三万余士卒近乎全没，只有少数逃脱。

这具有历史意义的一天决定了中亚的命运，正如早期事件所预示的总趋势那样，中亚没有成为中国的，而是转向了伊斯兰世界。

如果唐玄宗统治后期没有发生内乱的话，中国在怛罗斯所遭受到的灾难时有可能会得到恢复的。然而，中国成了长达八年的安史之乱的牺牲者，一举丧失了在中亚的帝国。