В середине VII в. карлуки активно проявляли себя в политической жизни Западно-тюркского каганата, где они, кроме Джунгаро-Алтайского региона, контролировали Тохаристан. Согласно арабским источникам, владетель Тохаристана именовался то «ябгу тохаров», то «ябгу карлуков». В 710 г. арабский завоеватель Средней Азии Кутейба ибн Муслим арестовал карлукского ябгу Тохаристана, и тот провел долгие годы в Дамаске, что не помешало его сыну занять отцовский престол.
Восстание джунгарских карлуков на Черном Иртыше в 630 г. стало одной из причин гибели западно-тюркского Тон-ябгу-кагана. Известна также попытка подчинить эту группу карлуков, предпринятая в 647–650 гг. восточно-тюркским Чабыш-каганом, поднявшим восстание против Танской империи и обосновавшимся на Северном Алтае.
Общий глава карлуков впервые упоминается орхонскими надписями под титулом
Оставаясь в сфере политического влияния восточно-тюркских каганов с конца VII в., карлуки не смирились с утратой независимости. Только в первой четверти VIII в. Бильге-каган и Кюль-тегин трижды участвовали в боях с мятежными карлуками, а в надписи их полководца Кули-чора Тардушского рассказано о поражении тюрков в жестокой битве на р. Тез (в Северо-Западной Монголии).
Участвуя в коалиции с басмылами и уйгурами, а затем враждуя со своими бывшими союзниками, глава карлуков принял титул ябгу, который носили правители западного «крыла» тюркских каганатов. Потерпев поражение, карлуки, согласно надписи уйгурского Элетмиш Бильге-кагана, «в год Собаки (746 г.), замыслив измену, бежали. На запад, в страну Десяти стрел, они пришли» [Кляшторный, 1980, с. 94]. Элетмиш правильно оценил обстановку. Уже в следующем году карлуки, в союзе с токуз-татарами, вновь сражались с уйгурами. Однако, быстрое изменение военно-политической ситуации между Сыр-Дарьей и Алтаем заставило карлуков на время забыть о соперниках на востоке и противостоять новому врагу.
Воспользовавшись фактическим распадом Тюргешского каганата после гибели Сулука, танская администрация западного края постепенно подчинила своей власти Семиречье, а имперская армия продвинулась на рубеж Сыр-Дарьи. В 740 г. китайскими войсками был захвачен и разграблен Тараз; правившая там тюргешская династия кара чоров физически истреблена. В Семиречье появляется китайский ставленник «хан десяти стрел» Ашина Сянь, но в 742 г. он был убит в Кулане. В 748 г. китайский экспедиционный корпус захватил и разрушил столицу западно-тюркских каганов Суяб, а в 749 г. китайская армия взяла Чач (Ташкент). Местный владетель был казнен. Танский губернатор в Куче, Гао Сяньчжи, казалось мог считать завершенным полное подчинение еще недавно грозных соперников империи в Западном крае.
Между тем, успехи Китая серьезно обеспокоили наместника аббасидских халифов в Хорасане, Абу Муслима, и вызвали все нарастающее противодействие карлуков. Арабский отряд Салиха ибн Хумейда взял Тараз, но был осажден превосходящей китайской армией. Просьбы о помощи сына казненного владетеля Чача и опасения за судьбу своего отряда в Таразе заставили Абу Муслима отправить на выручку осажденным еще один отряд под командованием Зияда ибн Салиха.
Противодействующие армии сошлись на р. Талас в июле 751 г., несколько дней не решаясь вступать в битву. На пятый день противостояния в тыл китайцам внезапно ударили карлуки, и тогда атаку с фронта начали арабы. Танская армия, неся большие потери, дрогнула и обратилась в бегство. Конвой Гао Сяньчжи с трудом проложил ему дорогу среди охваченных паникой бегущих воинов.
Мусульмане и карлуки овладели огромной добычей, а обнаруженные среди пленных китайские ремесленники были доставлены в Самарканд и в Ирак, где занялись изготовлением бумаги и шелкоткачеством. Таласское сражение «положило конец попыткам танского Китая вмешиваться в среднеазиатские дела» [Большаков, с. 132].
Своим участием в Таласской битве карлуки не испортили отношений с танским двором. Уже в 752 г., после шестилетнего перерыва, в имперскую столицу Чанань прибыло посольство карлукского ябгу. Причиной столь быстрого восстановления связей стало тревожившее обе стороны усиление уйгуров. В том же году карлуки возобновили войну с уйгурами. Ябгу все еще рассчитывал занять каганский престол в Отюкенской черни, захваченной Яглакарами традиционной ставке повелителей кочевых народов Центральной Азии. Надежды ябгу были небезосновательны — его союзниками стали енисейские кыргызы, басмылы и тюргеши, а оставшиеся в Хангайских горах после 744 г. карлукские племена были особенно опасны для Элетмиша.