李愬原先攻占的萨曼王朝、塔希尔王朝，都属于黑衣大食的地方势力，未触及黑衣大食的核心地区。黑衣大食哈里发马蒙为了防止唐军来攻，调集重兵在黑衣大食东部一带，企图将唐军阻于波斯一带。
在李愬认知中，在世界范围内，黑衣大食是仅次于唐朝的帝国，是唐朝对外扩张的最强对手。唐军虽然在怛罗斯附近击败了萨曼王朝的军队，算是报了一仇，但是尚未伤及黑衣大食的根本，这次要跟黑衣大食的本土力量对决，将是一场更加激烈的战斗。
李愬率领第六路军从沙普城出发，向西攻入黑衣大食的波斯地区，波斯地区的大食军将沿途的道路挖断，桥梁毁坏，减缓了唐军的进程。第六路军全部是骑兵，可以在荒野上驰骋，但是炮兵和辎重部队仍然依赖道路和桥梁，唐军不得不一边架桥修路，一边缓慢前进。
好在波斯地区相对干旱，河流不多，所以中途桥梁也很少，只是部分延缓了唐军的进程。唐军向西进发的过程中，大食军并不敢来硬碰，而是派出小股骑兵不断骚扰，均被唐军击退。半个多月后，第六路军终于到达波斯的重镇拉伊城（今伊朗德黑兰一带）附近。
黑衣大食波斯总督拉赫曼，带领六万精兵屯守在拉伊城一带，准备在这里阻挡唐军。马蒙对拉赫曼寄予厚望，交给他的都是大食的精锐部队，甚至给了他大量的火器，希望他能重现黑衣大食的荣光。
拉赫曼认为，黑衣大食依然是以冷兵器为主，新配备的炸弹和突火枪等火器，射程和威力都难以匹敌唐军的武器，对前景并不乐观。拉赫曼苦思冥想，想到了三个对策，一是干扰唐军的后勤补给线，二是加固拉伊城，将城墙大幅加厚，三是在唐军的必经之处投毒。
第六路军进入波斯以后，大食军就袭扰唐军的补给线，但是唐军在出发时带了充足的粮草弹药，而且沿途可以夺取波斯人的粮草，弹药消耗不多，所以影响不大。
唐军在往拉伊城进发的沿途较为干旱，水源不是很多，有一支唐军先锋部队在引用当地的泉水时，出现集体中毒的情况，造成一百多人的死亡。
李愬对大食军在水中投毒的行为非常愤怒，跟几个部将商议后，决定部队尽量在波斯人聚居的地方取水。波斯人再毒，总不能断自己的后路，而且取水之前让牲畜先饮用试验一下，虽然麻烦了一些，但是确实避免了中毒的危险。
拉赫曼看到自己的三个对策被唐军破了两个，只能寄希望于最后一个方案，就是凭城固守。拉赫曼将三万步兵置于城内防守，将三万骑兵放在城外，希望通过内外合击，打退唐军的进攻。
李愬率军抵达拉伊城后，决定仍采取包围合击的战术，命令各个部队分头将拉伊城包围起来。大食军自然不会坐以待毙，城外的三万骑兵不断的袭扰围城部队，企图阻止唐军包围拉伊城。
唐军的围城部队先后和大食骑兵爆发了好几次激战，终于击退敌军，完成了对拉伊城的包围。为了防止大食骑兵的袭扰，围城部队抱团行动，主要是封堵城市的进出道路，断绝城内外的联系。
眼见拉伊城被围，拉赫曼只能是集中兵力做好各种防御准备，并预备了多种反击措施，决定和唐军决一死战。
李愬看到拉伊城被加固了很多，决定采取连续射击的方式，将城墙炸开一个缺
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