10年（751年），杜环作为唐朝安西节度使高仙芝麾下一名军官参与了怛罗斯战役。此战唐军大败，杜环被阿拉伯帝国军队俘虏。被俘后经撒马尔罕前往木鹿（即今土库曼斯坦马雷），被编入阿拉伯军队。758年，杜环随军被调往亚俱罗（今伊拉克库法），不久又被调往摩邻国（今北非马格里布地区）与当地军队作战，途中经过耶路撒冷等地。761年，杜环等人被准许回国，他随即从红海登船，经过今斯里兰卡等地回到广州。杜环着有《经行记》记载沿途见闻，但久已散佚，杜佑在《通典》中曾引用数段，共1511字。