军至播密川，即令刘单起草捷报，并派中使判官王廷芳进京告捷。由于事前未告诉四镇节度使夫蒙灵詧，招致了他的妒嫉与怨恨。当高仙芝一行人回到河西时，他不派一人前来迎接慰劳，反以“噉狗肠”、“噉狗屎高丽奴”等污言秽语把高仙芝骂得狗血淋头，认为高仙芝经自己举荐才步步高升，今天却不告知自己而擅奏捷报，是忘恩弃义。最后又训斥他说：“据高丽奴此罪，合当斩，但缘新立大功，不欲处置。”
高仙芝忧惧不安。监军边令诚感到夫蒙灵詧对待此事殊不公正，遂将此事上奏朝廷。其年十二月，朝廷为嘉奖高仙芝的赫赫战功，制授鸿胪卿、摄御史中丞，代夫蒙灵詧为四镇节度使，并征调夫蒙灵詧入朝。
高仙芝虽擢任为安西四镇节度使，见了夫蒙灵詧仍是“趋走如故”，毫无报复之意，这倒使他心里不安。副都护程千里、大将军毕思琛、行官王滔、康怀顺、陈奉忠等，也曾在夫蒙灵詧面前诋毁过高仙芝，他领节度使后批评程千里说：“公面似男儿，心如妇人，何也?”又责备毕思琛过去凭借威福，擅夺他城东一千石种子庄，最后还对思琛说：“我欲不言，恐汝怀忧，言了无事矣。”又把王滔等叫到面前，命拉下去将笞打，过了一会又都释放。由于高仙芝把过去彼此之间结下的怨隙——挑明，并予以宽免，使军将们消除了顾虑，“由是军情不惧”。
天宝八年(749)十一月，吐火罗(在今阿富汗北部)叶护失里伽罗上表唐廷说，朅师国(在今巴基斯坦北部奇特拉尔)王亲附吐蕃，受小勃律镇军困苦，运粮受阻，欲发兵击破朅师国，请求唐朝调发安西兵助战，来年正月至小勃律，六月进至大勃律。安西四镇节度使高仙芝奉命出军，遂于翌年二月击破朅师国，俘虏其国王勃特没。三月，唐廷册立勃特没之兄素迦为朅师王。
怛逻斯战役之败
天宝八年十二月，高仙芝上奏石国(昭武九姓之一)无蕃礼节，请求进讨。经唐廷允许后，遂发兵进攻石国。高仙芝派人先与石国约和，然后乘其不备，出兵掩袭，遂俘虏石国王及其部众，胜利而归，并尽杀其老弱。高仙芝为人贪婪，掠得石国瑟瑟(碧珠)十余斛，黄金五六骆驼，“其余口马杂货称是，皆入其家”。!
天宝十年(751)正月，高仙芝入朝，献其所俘获的突骑施可汗、吐蕃酋长、石国王、朅师王。玄宗以其功勋卓著，加授开府仪同三司。不久，又任命他为武威太守，并代安思顺为河西节度使，但由于安思顺讽劝部下“割耳剺面”苦苦相留，此令未能实行。遂改任右羽林大将军。
高仙芝以欺诈的手段攻破了石国，并大肆杀掠，石国王子将此遍告昭武诸胡，激起了他们的愤慨，便暗中联合大食国共同进攻安西四镇。高仙芝获知此事后，遂于其年四月亲率蕃、汉兵数万进攻大食，深入其境七百余里，至怛逻斯城(今哈萨克江布尔城附近)，与大食军遭遇，双方激战五日，未见胜负。在双方相持的重要时刻，唐军中的葛罗禄部众突然叛变，与大食夹击唐军，高仙芝大败，趁夜间逃跑。由于道路阻隘，拔汗那部众又在前面挡住去路，人马壅塞道路，幸亏右威卫将军李嗣业奋起大棒，为他杀开一条血路，才得以逃脱。这次战役，“士卒死亡略尽，所余才千余人”。
枉死于宦官的屠刀下
天宝十四年(755)，高仙芝封为密云郡公。十一月，安禄山叛反于范阳，挥师南下。唐玄宗在派出封常清东讨叛军之后，又以荣王李琬为元帅，高仙芝为副元帅，统率飞骑、彍骑及朔方等兵，又出禁中钱召募了关辅新兵，计五万人。十二月一日，高仙芝从长安出发，玄宗亲自在勤政楼为荣王、高仙芝举行宴会，又到望春亭为他们送行，并命边令诚为监军。
高仙芝率军进驻陕郡(今河南三门峡西)。由于天下承平岁久，兵不习战，再加上中