與此同時，他身上固有的缺點也開始逐漸暴露。隨著功名的日益顯赫，高仙芝內心的殺戮欲和占有欲也日漸膨脹。位于中亞錫爾河流域的石國，就在這時不幸成為高仙芝欲望的犧牲品。
由于大唐帝國在中亞的勢力日漸強大，石國有心依附，請求與大唐簽署和平條約。簽約儀式上，賓主雙方都很愉快�？墒瘒钩紵o論如何也不會想到，石國已經成了高仙芝眼中待宰的羔羊;而這紙所謂的和平條約，也無異于一張溫情脈脈的死亡通知書。
天寶九年十二月，高仙芝悍然撕毀和約，親自帶兵入侵石國。此時的石國君臣依然沉浸于和平幻夢中，根本沒有防備，加上軍事實力本來就弱，短短幾天就被高仙芝攻破了。
高仙芝占領石國后，不僅將國王、大臣、士兵和所有青壯年全部俘虜，而且還干了兩件十分令人詬病的事情：一是屠城，二是劫掠。
石國滅亡后，一位王子僥幸逃脫，隨后奔走于中亞各國，控訴高仙芝的暴行，說他“欺誘貪暴”。中亞諸國遂迅速締結成反唐聯合戰(zhàn)線，并遣使向黑衣大食(阿拉伯)求助，準備借助黑衣大食的力量，進攻大唐的安西四鎮(zhèn)。
高仙芝很快得知了中亞諸國的反唐計劃，他決定先下手為強，主動出擊黑衣大食。天寶十年四月，高仙芝集結了安西四鎮(zhèn)的兩萬精銳，同時征調了西域拔汗那歷和葛邏祿部落的藩兵，組建了一支胡漢混合兵團，共計六萬人。同月，高仙芝與部將李嗣業(yè)、段秀實等人，率部從安西出發(fā)，越過蔥嶺和大沙漠，經過三個多月的長途跋涉，于同年七月進抵中亞瑯城怛羅斯。