恆羅斯之戰是唐玄宗時大唐的安西都護府與來自阿拉伯帝國的穆斯林與中亞小國聯軍在中亞諸國相遇而導致的戰役。戰役的發生時間在751年7月-8月（唐玄宗天寶十年）。以阿拉伯帝國慘勝告終。這是阿拉伯與大唐幾次邊境衝突中唯一一次打勝安西軍。
唐朝主將是高仙芝,副將李嗣業,別將段秀實,兵力為安西都護府二萬漢軍,外加盟軍拔汗那，以及葛邏祿部一萬人(阿拉伯史籍是十萬，杜佑的《通典》記載唐軍為七萬人，《段秀實別傳》是六萬人，《舊唐書·李嗣業傳》是二萬，《唐歷》記載是三萬)。”史料記載高仙芝時代“凡鎮兵四十九萬，安西節度兵二萬四千”。即使以最高估計，安西四鎮也沒有超過三萬的兵力，而且不可能傾巢而出，不留守備。《新唐書·李嗣業傳》記載唐軍人數也是兩萬。資治通鑑記載“仙芝聞之，將蕃、漢三萬眾大食”。所以唐軍應該為3萬人左右。關於阿拉伯駐兵人數，由於史料的欠缺，史學家只能從阿拉伯典籍的零散史料中估算，估計參戰的阿拉伯帝國約為十多萬人（一說二十萬人），總之是遠遠超越唐軍。
天寶十年七月，唐軍開始圍攻怛羅斯城。高仙芝攻城五天不克，阿拉伯援軍趕到，從背後襲擊唐軍，由於僱傭兵的臨陣脫逃，導致唐軍陣腳大亂，連日征戰的唐軍在內外夾擊下再也支撐不住，終於潰敗（由於李嗣業的陌刀隊力挽狂瀾才使唐軍不至於全軍覆沒），高仙芝在夜色掩護下單騎逃脫。兩萬人的安西精銳部隊中，大約損失一萬餘人，其中陣亡和被俘各自近半，但仍有有數千餘得以身還（之後，從高仙芝還想與大食一決高下，就可以看出，唐軍仍還有不少人）。而且此戰之後，從阿拉伯帝國並未藉此進一步擴張也可以看出，阿拉伯帝國的勝利也是慘勝。這次失利並未對唐帝國造成什麼影響，僅僅過了兩年之後，安西都護府就恢復了以往的實力，並在與吐蕃的戰爭中大獲全，唐王朝仍在中亞繼續擴張。
然而僅僅幾年之後，唐朝爆發了“安史之亂”，這場內亂徹底摧毀了唐朝的基業，也導致了唐朝勢力徹底退出中亞地區。據史料記載，約公元790年以後，唐朝才失去西域，唐朝在中亞地區的擴張，直到安史之亂才停止，754年唐朝在西域的勢力到了極盛。總之，無論怛羅斯之戰勝利與否，安史之亂爆發後，唐朝都會會退出中亞，結束中亞地區的角逐。而怛羅斯之戰，也幾乎成為古代中西方文明的唯一一次大規模衝突。