开一条血路，高仙芝才带领着几千人突围成功。天明后收拢残兵，高仙芝还想再战，被李嗣业劝阻，只好带领一千多将士回到龟兹城。安西军大部分将士战死，还有少量将士万般无奈之下被大食俘虏。
此战之后，大唐军队重新撤回到葱岭以东以北地区，将整个中亚腹地留给了大食帝国。
怛罗斯之战后，高仙芝带领残部回到龟兹城，进行了认真深刻的反思。基本上认识到了自己犯下了三个错误。
首先就是对石国的残暴处理，激发了石国上下的愤怒，也让其他中亚小国看到了大唐残忍的一面，坚定了倒向大食帝国的决心。
其次就是葛逻禄部临阵倒戈。高仙芝认为，葛逻禄部一直跟随自己战斗，不能说忠心耿耿吧，至少来说，从未忤逆。这次阵前突然倒戈，很有可能是得到了大食帝国的私下承诺，或者接受了大食帝国的厚重礼物。说明唐军在藩属军内部缺乏眼线，控制不力。
最后，唐军孤军深入，补给线过长，没有援兵支持。高仙芝认为自己犯了军事冒进错误，过分相信大唐的实力，轻视敌人，准备不足，以至于小阴沟里竟然翻了船。
客观上来看，高仙芝的反思不能不说是全面深刻的，几乎是刀刃向内，刀刀见血，指向病灶所在。这与安西军中掌书记岑参的存在不无关系。