恒罗斯战役后，阿拉伯人不敢出兵东进入侵唐朝，甚至没有试图进攻附近的安西四镇的想法。不是因为不想打，而是因为不敢打，阿拉伯人很清楚他们赢得恒罗斯战役是侥幸。唐朝天宝九年(750年)，安西总统高仙芝率军攻打石国。兵临城下之时，石王表示臣服于高仙芝，非常忌惮唐朝的军队。高仙芝假装答应了，然后趁着城防松懈，迅速带兵闯入石国都城，俘虏国王，屠城掠夺。胜利后，高仙芝班师回京，向唐玄宗献俘。
唐军屠城时，石国王子从乱兵中逃出，向西方国家哭诉唐军的奸诈。此时以大马士革为首都的大食帝国正在崛起，不断向东扩张，相继征服西方国家，逐渐与唐朝帝国的势力范围重叠。两股强大的势力在西亚交锋，一场大战肯定不可避免。这时，历史上的大食被称为黑衣人大食，又称阿巴斯王朝。军队的最高指挥官是呼罗珊地区的总督艾布·穆罕默德。艾布想借此机会与西方国家联手攻打唐朝，取得对西域的绝对控制权，于是积极策划对唐朝安西四镇的军事行动。
在摸清大食的战略意图后，高仙芝打算主动深入阿拉伯势力范围，想在这一地区击败黑衣大食的统治。高仙芝是高丽人，唐军在汉武帝高宗时期打败了高丽，高仙芝的祖先随唐军来到中原定居。高仙芝擅长骑射，谋略十足，自幼就随父征战西域，在战争中逐渐成长为一名优秀的军事统帅。成名后，他几乎没打过败仗。在他的指挥下，唐军在西域的军事实力令人刮目相看，这让西域各国胆战心惊，甚至吐蕃也退出了对西域的争夺。
天宝十年(751年)，高仙芝指挥2万唐军从安西府所在的龟兹出发，翻越帕米尔高原，将突厥葛罗禄部和拔汗那的1万人编入唐朝军队，共3万盟军到达恒罗斯。此时，大食已经在这里整装待发了。当地阿拉伯军队有骑兵4万人，西方国家盟军6万人，联军总兵力10万人。实际指挥官是齐亚德。
从战场形态来看，唐军长途跋涉来此，大食则是以逸待劳。从人员数量来看，大唐也处于劣势，3万对10万。但高仙芝对自己的两万唐军极其自信，不然也不会长途跋涉孤军深入。唐军两万人属于各兵种组合部队，包括1万骑兵、6000重步兵和4000弓弩手。唐军的重步兵是前锋，手持陌刀。这是一种两面带刃的长柄武器，士兵通常用双手握住，刀柄和刀刃的比例大约是二比三，刀刃和现在的日本刀差不多，但是刀刃是直的。陌刀也可称之为“断马剑”，是专门对付草原骑兵的。大食军则是以骑兵为主，主要武器是阿拉伯弯刀。
战斗打响后，高仙芝将弓弩手分成1000人为一排，总共三排，留下1000人作为预备队。当大食联军进入唐军射程时，唐军弓弩手开始轮番射击：第一排齐射结束，第二紧随其后，同时第一排开始准备。第二齐射完成，第三排紧随其后，同时第二排开始准备。第三排射击后，准备好的第一排弓弩手紧随其后。就这样不停的循环着，箭如雨下。侥幸躲过箭雨的阿拉伯联军士兵冲向唐军时，首先就会遭遇到唐朝的重步兵。一阵刀兵砍杀过后，大唐骑兵出击进行收割，尸横遍野。大食联军一波又一波的冲锋，最后均无功而返，扔下大量尸首。
战斗持续了五天。第一天，唐军消灭了大食联军3000人。第四天，大食品联盟已经损失了2万人。当然大食联军也不是省油的灯，唐军死了6000人，战斗第五天，战场风云突变。葛逻禄部突然背叛，联合大食联军一起攻打唐军。唐军是联合兵种协同作战。在腹背受敌的情况下，阵型很快被打乱了，抵抗完全丧失。遭到全面进攻的阿拉伯骑兵被打得落花流水，几乎全军覆没。最后，高仙芝只带领1000多名残兵逃跑。
逃回龟兹的高仙芝实在咽不下这口气。在他心里，这场战斗应该已经胜利了。因此，他打算整顿地区，在=四镇联合大唐国的军队，再次集结，远征大食。然而，在下属的强烈劝阻下，他最终放弃了这个想法。
虽然大食客打赢了对恒罗斯的战斗，但他们真的惊出了一身冷汗。唐军强大的作战能力让阿拉伯人感到担忧。他们知道，如果不是葛逻禄人的阵前倒戈，他们肯定是要吃败仗的。因此，阿拉伯人根本没有勇气再打大唐的心思。
对于大唐来说，恒罗斯之战只是一场小小的边境冲突，所以史书记载非常简略，战败的高仙芝也并没有受到惩罚。然而，这场小小的战争却对世界文明产生了深远的影响。