时的世界格局却影响重大。唐军的失败，使唐在中亚的羁縻府州沦丧殆尽。安西都护府属下的兵死伤惨重，所剩至几，在以后的日里，对于侵之敌，仅有招架之功，再无反击之力。唐朝的号令也不再西伊犁河。不久，安史之爆发，唐再也无暇顾及中亚。不仅如此，唐朝还征发西域兵关勤王，北和安西又调了7000人，只剩一些老弱病残守卫西边，以致不得不依附于新兴的回纥国，勉支撑残局。后来吐藩与葛逻禄相联合，首先攻陷了北都护府；不久，吐蕃又独力攻陷了安西，唐朝彻底退西域。八世纪末，回纥汗国盛，征服天山以北的葛逻禄，赶走天山以南的吐蕃，势力远达碎叶，西域终于归于回纥汗国。怛罗斯一战对大的影响也很大。大取得了中亚诸国后，重征赋税，经济实力大为增长，为其继续扩张打下了基础。同时被俘的唐军中有造纸工匠，造纸术也从此传西方。

怛罗斯之战后，仙芝被解除了安西四镇节度使之职，京任右金吾大将军，节度使一职由王正见担任。天宝十一年(752年)，王正见死，封常清接任节度使之职。天宝十四年(755年)，仙芝被封为封密云郡公。

天宝年间，在一派歌舞升平声中，唐玄宗开始踌躇满志，不愿过问政事，委政于李林甫、杨国忠等佞之人，一味纵情享乐，政治日趋腐化。天宝十四年十一月初九，安禄山以讨杨国忠为名，从范(今北京城西南)发兵15万，号称20万，南下反唐，向洛、长安(今西安)攻(参见范起兵)。中原已多年没有战事，很多郡县无兵可用，毫无应变准备。地方官吏闻叛军将至，或弃城逃跑，或开门迎。安军长驱南下，几乎没有遭到什么抵抗，很快占领了黄河以北大分地区。唐玄宗惊恐，急派京朝见的安西节度使封常清赶赴洛募兵迎战。又仓猝署对安禄山的全面防御：命郭仪为朔方节度使，右羽林大将军王承业为太原尹，卫尉卿张介然为河南节度使，程千里为潞州长史；任命荣王李琬为元帅，仙芝为副元帅，率飞骑、骑及朔方、河西、陇右等兵，又禁中钱召募了关辅新兵，计5万人。十二月一日，仙芝从长安发，玄宗亲自在勤政楼为荣王、仙芝举行宴会，又到望亭为他们送行，并命边令诚为监军，屯陕郡(治陕城，今河南三门峡市西)。

十二月，安禄山率众从灵昌(今河南县东)渡过黄河。由于叛军皆是锐队，所到之无不披靡。封常清虽然善于用兵，但所募之兵皆是市井之徒，无法与叛军急锋，连战连败，叛军很快便攻下洛(参见安军攻占东都之战)。封常清率残迟守陕郡时，陕郡太守窦廷芝已逃往河东，城中吏民皆已逃散。封常清向驻守该地的仙芝说：“常清连日血战，贼锋不可当，且潼关无兵，若贼豕突关，则长安危矣。陕不可守，不如引兵先居潼关以拒之。”(22)这在当时力量悬殊的情况下，是明智之举。仙芝听了封常清的详细汇报，知其所言非虚，于是接受了他的意见，率军退往潼关。急忙打开太原仓，把库中的缯布全分赐给将士，放火焚烧了仓库，率兵向潼关方面撤退，中途被叛军追及，官军一即溃，“甲仗资粮委于，弥数百里”。唐军退到潼关后，仙芝上整顿伍，修完守备，据险抗击，士气也渐渐振作起来。安禄山将崔乾佑率赶至，一时不能攻下，只好退居陕郡。安禄山派将崔乾佑率兵屯于陕郡，临汝、弘农、济、濮、云中等郡都降于安禄山。当时，唐廷所征的朔方、河西、陇右诸兵，尚未抵达长安，关中震动。幸好安禄山滞留洛准备称帝，没有全力攻，加之仙芝、封常清及时退守潼关，作好拒守准备，遏制了安军攻势，关中军民慌恐之情才得以稍安。

玄宗听说封常清兵败，便削其官爵，让他以白衣在仙芝军中效力，仙芝命封常清巡监左右厢诸军，以助自己。仙芝率军东征时，监军边令诚曾向仙芝建议数事，仙芝不从，使边令诚怀恨在心。仙芝退守潼关后，边令诚朝奏事，向玄宗反映了仙芝、封常清败退之事，并说：“常清以贼摇众，而仙芝弃陕地数百里，又盗减军士粮赐。”(23)玄宗听了信边令诚的一面之辞后，大怒不已，派遣边令诚赴军中斩仙芝与封常清。