据《资治通鉴》卷216记载：“仙芝大败，士卒死亡略尽”，而在《通典》卷185中亦载：“于怛逻斯川七万众尽没”，由此可知大唐镇国的安西精兵在此役中损失惨重，前赴怛逻斯的尽皆覆没，数万参战的城傍健儿也基本无幸。

不过唐帝国一方的损失却不止于此，据常理揣测，既然连抢道先逃的李嗣业等唐军主将都没能带回去多少士卒，那前来助战的拔汗那属国军就更走脱不了几人，因此唐朝一方的“10万余”参战兵马多半全部折损。

其实此战的结果如此之惨并不奇怪，阿拉伯战马的远跋之能天下居冠，在大食骑兵的追击下，溃兵们想逃出生天无疑非常困难，这也是被俘唐军多达数万的原因所在。

怛逻斯会战是唐帝国与大食间发生的第一次，也是唯一的一次大会战，战争的结果在一定程度上决定了西域之地的最终归属。

在此之前，两国之间始终并未发生过直接的大规模冲突，只是彼此争夺属国，或操纵麾下属国争斗而已。在这场两大帝国争夺西域的决战之前，大唐占到了不少的先机。首先唐军是主动挑起战事，迫使大食应战，因此会战的准备比较充分，且决战的战场也是由自己选定，占得了地利；而大食却是仓促成军，被动应战，失去了战役的主动权，准备也严重不足。况且唐军在兵力上占据优势，在怛逻斯城下直接做战的唐军超过了十万，还有调到碎叶的大批天威健儿在侧翼策应。

而大食一方则兵力远逊。更重要的是，此次大唐出动的是帝国中最精锐的安西军，而大食军却是由二流部队和临时征召的民兵组建而成，战斗力与真正的大食精兵相差甚远。况且在十万直接参战的唐军中，藩属军仅有三万，并非主体，大食军中战斗力较差的藩属军的比例也要高于唐军。

尽管在各方面都占尽便宜，但大唐最终却仍然大败亏输，举国精锐竟然不敌对方在内乱中仓促拼凑的一支偏师，而且最终还全军覆没，输得惨不忍睹，这种鲜明的落差构成了一种辛辣的讽刺，令一些史官，甚至是后世的很多读史之人都无法接受。这些人尤其不能相信，战斗力一向被吹得天花乱坠的唐军，在真正的军事强国面前竟然如此不堪一击。为了遮羞掩辱，史官们竭力淡化这场导致唐帝国被基本逐出西域，百年苦战却最终前功尽弃的大战，以致于这样一场意义深远的战事，在诸家唐史中却笔墨极少，而且记载模糊，语焉不详。

后世的一些历史学家在解析此战时缺乏公允的态度，对大食军不过是阿拉伯帝国的二流偏师只字不提，还将唐军战败的责任全都推给葛逻禄部的阵前倒戈，杜睿对此一向不以为然。

其实葛逻禄部倒戈一事在新、旧《唐书》这些原始史料中均未提及，只是司马光在《资治通鉴》卷216中提到过一句“与大食遇。相持五日，葛逻禄部众叛，与大食夹攻唐军，仙芝大败”，属于孤证，其叙述也颇多疑点，不足取信。

按照司马光的记述，似乎五日间两军未交一兵，只是排成两队相向呆立，然后葛逻禄忽叛，唐军遂溃，这与《旧唐书》中所记载的“黑衣救至，仙芝大衄，军士相失”大相径庭，而双方傻站五天不交兵也显然不符合常情，更没有指出为何葛逻禄部会突然反戈一击。

事实上，以两《唐书》的撰者素来对大唐的回护态度来看，如果真地是因为葛逻禄部倒戈而导致全军溃败，肯定会对此大书特书，推诿责任，断然不会对此事只字不提。

况且葛逻禄是新附部落，高仙芝对其应该会有所防范，而且葛逻禄部人数只占唐军总兵力的一小部分，其战斗力也值得商榷，很难撼动全局。如果唐军自身真地强于大食军，那几千葛逻禄军就算阵前倒戈，也断不致于导致胜负易手，更不可能令近十万唐军全军覆没。

更何况，如果唐军自身真地强于大食军，那葛逻禄部又怎么可能做叛强投弱的荒诞事儿呢？

而且苏定方西征之时也有过直接的证明，在双方激战之下，唐军渐渐不支，葛逻禄部眼见败局已定，为求自保，这才通敌倒戈，于是本就左支右绌的唐军立时崩溃，发生了大溃逃。

历史上，葛逻禄部的倒戈多半也确实发生过，但却决非唐军战败的主因，最多只能算是导致其崩溃的加速剂而已。

司马君实并未给自己的那句话标明史料来源，所述又与之前的各家史料不符，很可能是在撰史时动了私心，刻意用隐讳含混的笔法将这五日中的大战记为“相持”，从而遮掩在葛逻禄部倒戈之前，唐军就已在决战中大败这一事实。