阿拉伯帝国在当地高层内讧和内乱不断，正是在这种环境下，根本没有能力再向唐朝发动进攻。阿拉伯帝国才主动向大唐帝国靠拢，和大唐帝国主动示好。
阿拉伯帝国不仅频繁向大唐派遣使节，而且还派呼罗珊总督率军参与了唐灭突骑施之战，协助唐军作战。就这样，两国关系逐渐升温。
唐朝爆发安史之乱，使得唐朝没有力量再与阿拉伯在中亚进行争夺。而吐蕃的崛起也阻挡了阿拉伯的西进步伐。
也正是这场来自帝国内部的持续八年的内战，几乎耗尽了这个强盛帝国的所有财富，衰落从那个时候才骤然开始。从废墟中重建的那个帝国已不再是曾经的天可汗帝国。
在整场战役中，唐军劳师袭远，面对数量6倍于己的敌人而不处下风，终因葛逻禄盟军的反叛，受内外夹击而溃败，仍给对方造成重大伤亡。就战术而言，说是一场光荣的失败则是毫不过分。
怛罗斯之战过后，到公元763年安史之乱平定，唐朝在帕米尔高原以西之地尽失，许多自汉代以来就已载入中国史籍的古国均落入阿拉伯人手中，中国版图缩小了百余万平方公里。华夏文明从此退出中亚，这一地区开始了整体伊斯兰化的过程，
三、中亚大部分地区并没有迅速的转化为伊斯兰教区，一直到了850年的萨曼王朝时期，伊斯兰教才逐渐成为河中地区（Transoxiana）主要信奉的宗教。
而在中国新疆地区，即唐安西四镇所在，即使在安史之乱后，唐朝退出西域舞台，当地也没有因此转化为伊斯兰区，回鹘及后起的突厥政权一直扮演了汉传佛教的坚持者，代表了汉传佛教势力抵抗伊斯兰教。
到950年前后，喀喇汗国统治者萨图克改信伊斯兰教，伊斯兰教才在新疆得到了发展，一直到15世纪末明代中叶才完成全盘伊斯兰化。此时距怛罗斯战役已有700年，而唐朝也于907年灭亡。
西方学者勒内·格鲁塞认为：如果不是唐帝国内部的那场内乱，也许，不过几年，他们就会从阿拉伯人手中夺回他们的霸权。但是，随后爆发的安史之乱却使唐军永远的失去了这个机会。
“高仙芝之虏石国王也，石国王子逃诣诸胡，具告仙芝欺诱贪暴之状。诸侯皆怒，潜引大食欲共攻四镇。仙芝闻之，将蕃、汉三万众击大食，深入七百余里，至怛逻斯城，与大食遇。相持五日，葛罗部禄众叛，与大食夹攻唐军，仙芝大败，士卒死亡略尽，所余才数千人。右威卫将军李嗣业劝仙芝宵遁。道路阻隘，拔汗那部众在前，人畜塞路；嗣业前驱，奋大梃击之，人马俱毙，仙芝乃得过。”
这是《资治通鉴》对怛罗斯之战的详细描述。大唐失去西域的原因是安史之乱，是内乱，此后的藩镇割据使大唐再无实力专心经营西域。
到公元808年，安西四镇沦于吐蕃之手，大唐在西域的地盘彻底沦陷。西域最终沦陷于吐蕃，与大食关系不大。
怛罗斯之战后，安西都护府的精锐兵力损失殆尽。但几年后，高仙芝仍然率兵大破吐蕃。说明盛唐时期唐朝的国力之强盛。如果不是内乱，完全可以继续与阿拉伯在中亚一较长短。
怛罗斯战役对东西方历史进程影响是非常深远的。就战术来说，对于唐朝这是一场光荣的失败。劳师远征，面对六倍于己的敌人取得骄人的战绩。
