黑衣大食大将齐亚德见唐联军后军已乱，发现战机已到，急令2万骑兵迂回包抄唐步兵方阵后路，2万阿拉伯步兵前压绞杀，压抑几天的阿拉伯士兵疯狂向唐步兵方阵冲去，8000唐军热血男儿箭矢射光了，枪头扎顿了，刀刃砍卷了，仍死战不退。高仙芝此时搞清楚了葛逻禄部落已经反叛，立刻下令结成圆阵，并击鼓告知各部队集结，混战中的唐步兵、骑兵及拔汗那国士兵听到集合鼓声，都奋力朝着中军方向厮杀集合，而葛逻禄部落军队自感心虚，占到了黑色大食军队一侧；高仙芝下令各将领上报剩余人数，经统计不足一万两千人，高帅遂令各部将辎重车辆围绕军阵而列，拉长战略纵深，兵士依靠车辆掩护进行防守，终于抵住了敌军的多轮进攻。高仙芝与副将李嗣业、别将段秀实商量如何是好，段秀实，陇州汧阳县，今陕西省千阳县人，少时从事文书工作，见大唐兴盛，顿觉“搜章摘句，凭这本事不能为国立功”，毅然从军；此时李嗣业进言，我军已经被包围，必须立刻突围，等明日敌援军赶到，突围更是难上加难，我建议主力入夜朝敌中军方向猛攻，元帅领500健骑向东突围，我自断后，段秀实见高帅并未通知拔汗那国将领，心中已知七分，极为生气，于是大骂李嗣业道：“避敌先奔，无勇也；全己弃众，不仁也。幸而得达，独无愧乎？”遇到敌人自己先逃跑，是为无勇；为了保全自己，抛弃士兵，是为不仁；就算你们能够侥幸逃脱，能不感到惭愧吗？李嗣业虽然是段秀实上司，但听了这番话还是被骂醒了，惭愧不已，段秀实登时进言，应召集拔汗那国将领共同商议进退，否则以后西域各国将不会与大唐共进退。高帅从言，招拔汗那国诸将商议，敌众我寡，敌人数量不下四万，且三万援军正在赶来，刚才探马报知，敌军正在营地四周挖壕沟，且我军水源已断，必须马上突围。今晚子时，全部兵种携三日口粮以骑兵形式突击，突击方向为正东，由李嗣业领兵，两千重骑兵开路，8000骑兵跟进，楔形战阵，不可恋战，如果能够杀出重围，向北转三里有一条小河，沿河向东五里布防，敌军天黑不会追出太远；剩下两千轻骑兵与高帅、拔汗那国国王及诸将看见敌军阵型松动，向北杀出，沿河向东与突围部队汇合。
诸将得令，回各营自行准备，亥时造饭，所有将士吃饱喝足，待到子时，唐军健儿悄声朝东面杀去，黑衣大食大将齐亚德知道唐军八成从东面突围，在东面设置了三层防线，第一层盾阵加弓驽兵，第二层钩镰枪与长枪方阵，下切马腿，上戳骑兵，第三层轻重骑兵组成，绞杀透阵的唐军。唐军威武，重骑兵手持丈八长槊，身着明光铠，战马均披一体式马铠，上护马面，中护马身，铠甲中带着寒光向敌阵扫去，箭矢打在人马身上均纷纷落地，登时杀透第一层防线，李嗣业一马当先，看到面前敌军多为枪兵，急令轻骑兵射箭，阿拉伯人纷纷中箭倒下，但一层层枪兵立刻填了上来，前面骑兵马腿被砍，纷纷坠马被杀，嗣业眼见骑兵纷纷倒下，知道东面为敌军重点布防路线，拨马朝着东北方向杀去，众军士拼死跟上，敌枪兵脚步跟不上，顿时大喊告知骑兵唐军突围方向，一时火把涌动，四周骑兵纷纷向唐军围去。高仙芝看到敌阵火把涌动，知道阵型已经松动，急令全军向北突击，北面敌军正在向东驰援，冷不防被唐军突袭，且唐军骑兵也不打火把，黑暗之中不知道具体数量，登时包围圈裂开了一道缝隙，唐军也不恋战，2000人马透过包围朝着北面疾驰而去，看到小河马队向东走了五里，来到集结区域，李嗣业军一个士卒也没过来，高帅登时心中一紧，东路突围军兵提前出发半个时辰，按说这时也该到了，高帅派出探马了解情况，又过了半个时辰，一支军队朝着高帅这边缓慢本来，高帅这边本不敢上火把，怕暴露位置，立刻下令防御，待到跟前两位李嗣业的亲兵浑身是血滚落马下，高帅认识他俩，急问李将军情况，亲兵答道李嗣业将军率军透过三道防线着我两人前来告知，将军亲领200陌刀队下马断后，高仙芝、段秀实、拔汗那国国王及诸将无不动容，各自带领手下亲兵前去接应李嗣业，行得两里，顿见火光冲天，约一千阿拉伯骑兵围住一队唐兵，高帅指挥军队掩杀过去，阿拉伯骑兵眼见黑暗中杀出无数唐军，不知人数多少，撤围而去，当圈一队唐兵，圆阵而列，马匹尽在中央，50米不到圈外敌军马匹、尸首堆积成山，无一处完整，几十把陌刀一致对外，黑暗中透着寒光，高仙芝下马朝军阵中走去，但见嗣业一手执刀，一手拿着酒壶，坐于阵心，前胸铠甲五六处箭矢断柄，后背无一处箭伤，鲜血染红了全身，李嗣业见到高仙芝和段秀实，七尺男儿登时跪了下来，急问高帅：“兄弟们都出来了吗？“高帅昂声回答：”都出来了，我替全军将士谢谢你！“
大家退到集合点，与首营军兵合并一处，陆陆续续又有一些散兵赶来，高帅散出探马，了解到黑衣大食军队离我军六里，原地休整，并没有赶来，便点起火把清点人数，总兵力不足五千，且有近三千军士挂彩。高仙芝下令此地不可久留，马匹补充草料，士卒补充粮食、水分，卯时撤离，黑衣大食第六日派出轻骑兵一路尾随，期间又混战了几场，退到唐军驻守的俱兰城时，全部兵马不足四千。高仙芝谢别拔汗那国国王及诸将，返回龟兹镇驻地。战报报入中枢，唐玄宗大怒，解除了高仙芝安西节度使之职，入京任右金吾卫大将军，封常清接替了高帅的职务。封常清接任安西节度使之后，立刻下令征兵，及时补充战损兵员，并加强了俱兰、碎叶、宁远等边界城市的城墙防御和驻军，以防备黑衣大食的随时反扑，战后统计唐军、拔汗那国共4万联军，阵亡三万七千人；而黑衣大食阵亡四万人，反叛的葛逻禄部落阵亡五千人；大唐失去了对中亚昭武九国的控制。而经此一战，黑衣大食也了解了大唐边军的势力，在陷入困境的情况下，唐军仍奋起反击，按部就班撤出指挥中枢，显示出唐军极强的战斗力和执行力，战后黑衣大食也需要慢慢消化昭武九国的版图，这也是黑衣大食和大唐之间，两个超大帝国的最后一次较量。
