公元712年，唐睿宗讓位於太子李隆基，就是後來的唐玄宗，拉開了唐王朝開元盛世的序幕。也標誌著唐朝從公元683年高宗駕崩以來的政治混亂局面得以終結。唐玄宗是一個比較能幹的君主，他統治地中前期勵精圖治任用賢能，國內生產得到發展，經濟相當繁榮，隨著國內的繁榮穩定，唐帝國開始把目光投向了一度因帝國短暫內亂（武周和李唐兩大政治集團權力鬥爭）而丟失的中亞西域勢力範圍，開始了在西域的復興，重振了唐朝在西域的權威。唐帝國開始了與西突厥突騎施、阿拉伯帝國、吐蕃這幾大勢力在中亞地區的勢力爭奪。
公元704年，經阿拉伯帝國哈里發朝廷權臣哈查只推薦，屈底波被任命為呼羅珊（伊朗的東北面，土克曼斯坦的南面和阿富汗斯坦的北面）總督（中國古代史料稱為“大食東道使”），此人通過11年的征服，於公元715年率領阿拉伯軍隊到達了錫爾河流域的費爾干納，至此，阿拉伯人實現了對中亞政治上的征服。然而阿拉伯人在中亞的統治並不穩固，反抗其統治的起義此起彼伏。
公元708年以後，西突厥突騎施首領娑葛被強大的後突厥黙啜可汗攻擊，併為其所殺。娑葛部將車鼻施啜蘇祿，糾集餘部，自立為可汗。公元716年，後突厥的黙啜可汗為九姓拔曳固所殺。以蘇祿為首的西突厥突騎施部落開始稱強於西域。公元717年，蘇祿朝於唐。唐朝封他為突騎施都督，順國公、金方道經略大使。蘇祿在位期間，一直支持中亞造反的德赫幹們反對阿拉伯人，使阿拉伯人遭到嚴重損失。
這時參加中亞政治鬥爭的還有一大勢力吐蕃。吐蕃想謀取安西四鎮、十姓突厥。吐蕃曾在錫爾河出兵幫助過阿拉伯人，而阿拉伯人也想幫助吐蕃人。中國史書記載：“吐蕃和大食（阿拉伯帝國）共立阿了達為（費爾干納）王，發兵攻之，拔汗那（費爾干納）王兵敗，奔安西求救。”（張）孝嵩謂（安西）都護呂休景曰：不救則無以號令西域。”遂率旁側戎落兵萬餘人，出龜茲西數千裡，下數百城，長驅而進。是月，攻阿了達於連城，孝嵩自擐甲督士卒急攻，自已自酉，屠其三城，俘斬千餘級。阿了達與數騎逃入山谷。孝嵩傳檄諸國，威震西域，大食、康居、大宛等八國遣使請降。”時在開元715年，這次唐軍打敗的很可能就是阿拉伯呼羅珊總督中亞征服者屈底波的軍隊，這大概是唐與阿拉伯的第一次短兵相接，兩軍第一次遭遇阿拉伯軍隊就被唐軍殺地大敗。我大唐軍隊威武強大啊！公元722年，吐蕃進攻小勃律，奪其九城。小勃律向唐朝北庭求救。由小勃律國地處吐蕃通往安西四鎮的要道，戰略位置重要。時任北庭節度使的張孝嵩，派疏勒副使張思禮率漢族及少數民族步騎兵4000人赴援，與小勃律兵左右夾擊吐蕃，大破之，殺其眾數萬人，繳獲器械、羊、馬等甚多，收復其九城，以後好幾年吐蕃不敢來犯。天寶初年，吐蕃以武力迫使小勃律（今克什米爾的吉爾吉特）娶吐蕃公主。天寶六年（747年），高仙芝率唐軍步騎一萬進行長途遠征，從安西出發，用百餘日到達連雲堡（小勃律西北部今阿富汗東北的薩爾哈德）。連雲堡地勢險要，且有萬人吐蕃兵防守，但高仙芝指揮下的唐軍作戰神勇，半天時間便攻佔了該城。吐蕃在娑勒城聚集了十萬軍隊，高仙芝在夜裡指揮軍隊渡河，派李嗣業率領唐軍發起進攻，打的吐蕃軍慘敗，吐蕃軍大潰敗、逃跑時十分之八、九的人摔死、溺死。此後高仙芝率兵繼續深入，越過險峻的坦駒嶺，進入阿弩越城，攻佔了小勃律國，派唐軍駐守小勃律國，高仙芝帶著活捉的小勃律國王及吐蕃公主返回。此役之後，唐軍在西域威名更盛，高仙芝也被提拔為安西四鎮節度使。
由於突騎施的蘇祿可汗只接受了唐朝冊封，並不真正服從唐朝，另一方面又由蘇祿可汗支持中亞各族的反阿拉伯起義，並且多次派突騎施軍隊直接攻擊阿拉伯軍隊，曾聯合粟特人圍攻撒馬爾罕的阿拉伯軍隊，殲滅10000多阿拉伯軍隊。突騎施軍隊給予中亞的阿拉伯軍隊多次重創。對阿拉伯人在中亞的統治構成重大威脅，故阿拉伯人對其恨之入骨。而突騎施和唐朝的關係，自開元十四年（726年）以後，由於安西都護府在處理同突騎施汗國的關係時妄自尊大，加之蘇祿可汗的恃勇逞強，使雙方關係發生破裂。
開元二十三年（735年）十月，突騎施軍侵擾北庭及安西的拔換城（又名威戎城，今新疆阿克蘇）。蓋嘉運於二十四年（736年）正月率兵出擊，於二十六日，大敗突騎施軍，得勝而歸。所以突騎施可汗蘇祿成了唐朝與阿拉伯帝國都想消滅的對象。據漢文史料記載，開元二十二年（734年）秋，唐朝曾派使者張舒耀去阿拉伯人那裡，商量從吐火羅和勃達嶺兩方面出兵夾擊突騎施可汗駐地碎葉的問題。當時阿拉伯人雖然因發生哈里斯的叛亂未能及時出兵，但還是在開元二十四年（736年）派軍攻入吐火羅，殺死吐火羅當地的突騎施葉護。而唐朝的安西駐軍卻又未能此時討伐突騎施，最終未能達到雙方約定的目的。公元737年，突騎施可汗蘇祿率軍支援骨咄。骨咄由於支持阿拉伯叛軍哈里斯的行為，受到阿拉伯呼羅珊總督阿沙德的懲罰，後者派阿拉伯大軍進攻骨咄，骨咄求救於突騎施。蘇祿到達吐火羅後，阿拉伯叛軍首領哈里斯前來與他會合，並建議他乘冬令阿拉伯軍後撤的時機進攻拿下吐火羅。蘇祿可汗接受其意見進軍到胡實健。阿拉伯呼羅珊總督阿沙德率領4000人迎戰，得到胡實健支持。他們取道德拉及喀里斯坦向沙布爾幹進軍，在喀里斯坦附近大破蘇祿軍。突騎施蘇祿可汗和阿拉伯叛軍首領哈里斯僥倖逃脫，返回突厥斯坦。這次戰場關係重大，是西突厥與阿拉伯勢力消長的轉折點。蘇祿可汗於738年從前線失敗返回後，為莫賀達乾和都摩度所殺。此時倭馬亞家族統治下的阿拉伯帝國也危機重重，帝國內的哈希姆家族蠢蠢欲動，企圖推翻阿拉伯帝國的倭馬亞王朝。通過巧妙的宣傳鼓動，哈希姆家族獲得了伊拉克阿拉伯人、伊斯蘭教什葉派及呼羅珊的波斯人的支持，結合成聯盟，並以哈希姆家族為領袖。公元750年，哈希姆家族首領阿布·阿拔斯·薩法赫率軍在大傑河（底格里斯河支流）一役中擊潰倭馬亞王朝的軍隊，其哈里發馬爾萬二世逃往埃及後被殺，王朝中其他成員亦遭殺戮，只有阿布達爾拉曼逃往西班牙就地為王，建立定都科爾瓦多的後倭馬亞王朝，與阿拔斯王朝對抗。公元750年，阿布·阿拔斯·薩法赫登位，成為阿拔斯王朝首位哈里發（750～754年在位），定都於庫法。第二年，阿拉伯阿拔斯王朝軍隊和唐帝國在中亞的怛羅斯戰役中打敗高仙芝的大唐安西軍隊。怛羅斯只是場遭遇戰，對唐帝國和阿拉伯帝國關係影響不大，雙方很快握手言和，而且唐朝在此役後在西域和中亞的影響仍然很大。後來755年大唐爆發安史之亂後，阿拉伯還出兵幫助唐王朝平叛。此後唐帝國因安史之亂，忙於鎮壓叛軍，無暇西顧，勢力逐漸退出中亞。
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