阿拉伯帝国由于地理上的巨大优势，再加上唐军主力这个时期在青海与吐蕃国大打出手，无暇顾及西域，阿拉伯的影响力慢慢地体现出来，西域诸国原本大多信奉佛教等自己的传统宗教，对伊斯兰文化的东进感到不安，更畏惧彪悍的穆斯林战士，于是不少国家向唐朝求援。起初唐朝并不以为意，直到“石国事件”的发生，才把战火燃烧起来。
公元750年，唐朝统治者以西域藩国石国“无番臣礼”为由，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。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700余里，最后在怛罗斯与大食军队遭遇。
高仙芝攻城五天不克，阿拉伯援军赶到，从背后袭击唐军，双方在怛罗斯河两岸展开了决战。葛逻禄部雇佣兵见事不妙突然叛变，唐军阵脚顿时大乱。阿拉伯联军乘机出动重骑兵突击唐军阵营的中心，连日征战的唐军在内外夹击下再也支撑不住，终于溃败，高仙芝在夜色掩护下单骑逃脱。
此役唐军损失惨重，两万人的安西精锐部队几乎全军覆没，只有千余人得以生还，阵亡和被俘各自近半，而杜环正是这俘虏中的一位。
