為什麼阿拉伯軍隊沒有乘勝追擊，很多人認為阿軍的勝利也沒有很容易，他們對唐軍還是有一絲畏懼的，所以不願意再向東挑起更大的戰爭。但最主要的是，當時阿巴斯王朝才剛剛興起，對外戰爭不利於國內的發展，只要能保證暫時的和平就可以了。

公元750年，安西節度使高仙芝攻破石國，俘虜了石國國王及其部眾。石國王子逃走，向黑衣大食(阿拉伯阿巴斯王朝)求援。為了徹底消滅石國，高仙芝於次年7月份率領三萬大軍到達石國的怛邏斯，開始圍攻。

阿拉伯人在接到高仙芝進攻的訊息之後，立即組織了七萬大軍趕往怛羅斯城。雙方軍隊在今天的吉爾吉斯塔拉茲附近的怛邏斯河兩岸，展開了決戰。 高仙芝的軍隊與阿拉伯軍交戰五天，不分勝負，但盟軍葛邏祿部眾突然反叛，和阿拉伯軍一起夾擊唐軍，導致高仙芝失敗，只剩下數千人逃回。

勝利之後，阿拉伯軍隊本可以趁勝追擊，進軍唐朝控制下的安西都護府。但是，他們並沒有做到這一點。原因有如下幾個方面：

1、經過許多天的激烈戰鬥，阿拉伯軍隊也損失慘重，據阿拉伯史書記載，阿拉伯軍隊損失4-5萬。因此無力擴大戰果。

2、阿拉伯軍隊的供應線拉長，無法支援進一步遠征。高仙芝進軍的時候長途行軍三個月，越過沙漠，翻過帕米爾高原（蔥嶺），才到達怛羅斯。阿拉伯軍隊若翻越高原，穿越中國西部的大沙漠，派遣如此巨大的力量超出了他們的能力。

3、戰役失敗後，唐軍將領李嗣業，段秀實等集合了散卒，“復得成軍” ，扼守白石嶺，阻止了阿拉伯軍隊的追擊。

儘管唐軍遭到慘敗，但阿拉伯人向東的前進也被阻止，隨後的幾年唐朝繼續控制西域，仍然在中亞擴張，直到4年之後的755年“安史之亂”。