經統計，大馬士革之戰，唐軍陣亡一千四百多人，六千多人受傷，大食軍則陣亡五千多人，一萬四千多人被俘，城外殘餘的大食騎兵則向東北方向逃走。
吳元濟認為雖然打下了大馬士革，但其實也是慘勝，唐軍的傷亡很大，所以就不願放過這批俘虜，想著目前修蘇開大道要人，以後修建蘇伊士運河也要人，埃及那邊糧食保障也更方便，就想把這些俘虜運到後方。
吳元濟發現，前麵帶來的八個羌戎團竟然已經派完了，大馬士革沒法留人駐守，押送俘虜回埃及也沒人。
吳元濟認為，其實留在蘇伊士城的那個羌戎團已經沒啥意義，不如調來守衛大馬士革，目前補給線也安穩多了，可以讓亞喀巴團派出一半人員押送俘虜回埃及。
想好以後，吳元濟就開始調派人員，並將大馬士革府庫中的財物拿出來好好犒賞將士們，然後原地休整三天。
第五路軍打下大馬士革的第三天，李愬派人送來信件，李愬以三軍總指揮的身份，要求第五路軍打下大馬士革以後，向代爾祖爾一帶進發，然後南下掃平巴格達以北方向的大食軍，阻止拜占庭的援軍，為第三、第六路軍第二次進攻巴格達創造有利條件。
李愬的信件還附帶了範希朝的任命信，證實他已就任三軍總指揮。李愬是員老將，又是總督身份，吳元濟自然認同他當總指揮最合適。
由於蘇伊士方向的羌戎團還沒過來，吳元濟讓副將鄒元標帶領三千鎮東軍，暫時守衛大馬士革，自己則帶領其他唐軍，帶著大炮和輜重物資，開始出發。
在第三路軍抵達巴士拉以後，李愬非常感謝張廣孝的慷慨大義，感覺兩個軍團聯手以後，再次進攻巴格達的膽氣也壯了。
張廣孝還帶來了關於第一、第二路軍進攻華氏城的一些情況，介紹了當時兩軍合作攻城的大體情況，當時第三路軍雖然沒有參加，但是各軍都會把一些重要的情報相互通報，所以張廣孝對攻占華氏城這樣的大戰役前後經過還算清楚。
李愬認為嚴秦的指揮方式是對的，沒有把握就不輕易開打，跟帕拉軍搞持久戰，先立於不敗之地，而後等友軍過來，再聯合攻城，最終取得了成功。
相比之下，自己有些急躁了，連城市的外圍都沒有掃清，就急於攻城，後麵攻城不順，拜占庭的援軍又過來了，補給線也被切斷，導致第六路軍陷入困境，自己有很大的責任。
從當時的情況來看，自己完全可以先不攻城，一方麵召喚友軍過來，一方麵先掃清城外的大食軍，這樣才會更穩妥一些。
第三路軍來了之後，兩軍進一步準備，很多傷員也逐步恢複了，各項物資源源不斷運送過來。陳弘嶺和孔文侃也已經完成任務，第一路軍補充了大批的戰馬，巴士拉周邊上百裡內區域內的大食軍全部被肅清，唐軍的實力大為增強。
過了幾天，範希朝的信件終於送到，李愬開始履行三軍總指揮的身份，對三支部隊進行分工，準備開打第二次巴格達戰役。
李愬認為，這次進攻巴格達，必須先徹底肅清巴格達外圍的敵軍，讓巴格達成為一座孤城，然後唐軍再以優勢的兵力、火力攻城，確保萬無一失。
李愬製定了一個作戰方案，其中第五路軍拿下大馬士革以後，直接進發到幼發拉底河上遊地區，沿著幼發拉底河向巴格達方向挺進，消滅巴格達以北的大食軍，阻斷巴格達北部的外援，
第三、第六路軍分彆沿著底格裡斯河、幼發拉底河向上遊推進，一路上徹底消滅沿途的大食軍，保障補給線的暢通。兩軍到達巴格達以後，首先掃清城市的外圍，斷絕其外援，而後再集中兵力攻城。
張廣孝同意李愬的方案，認為隻要第五路軍能夠在北麵阻擋大食軍的外援，單憑第三、第六路軍也能拿下巴格達。
李愬雷厲風行，一邊派人給第五路軍送信，一邊指揮部隊向西進發。
這次兩支部隊呈扇形展開，沿著底格裡斯河與幼發拉底河向上遊掃蕩過去，隻要遇到大食軍全部予以消滅，保證唐軍後路的絕對安全。在吳元濟收到李愬的信件時，兩軍已經向巴格達推進了不少路程。
在第一次巴格達戰役後，黑衣大食哈裡發馬蒙一方麵慶幸自己指揮得當，擊退了唐軍的進攻，一方麵也對未能殲滅西路唐軍，感到非常懊惱，留下了後患。
馬蒙花了巨大代價從拜占庭請來的援軍似乎沒有發揮重大作用，在攻城戰役和追擊過程中，表現都很一般，讓馬蒙感覺有些不滿。但是此時是用人之計，也不敢將他們趕走。
馬蒙不想讓這些拜占庭軍進入巴格達，於是就將他們安置在巴格達以北的小城巴古拜，與巴格達互為掎角之勢，可以相互支援。
拜占庭軍主將安條克，以前靠著戰功成為拜占庭的一員大將，但是在與唐軍對戰以後，發現唐軍的火器非常強大，拜占庭軍非常吃虧。
安條克從重裝騎兵那裡獲得靈感，派人集中城內的所有鐵匠，打造了一批鐵甲戰車，這種戰車外麵全部包上很厚的鐵皮，隻有在前麵留出一個觀察射擊口。在戰車內有三個人，其中有兩個人靠後，負責推動戰車，一個人在前麵負責觀察、指揮、射擊。
安條克認為，在野戰中，拜占庭軍根本無法抵擋唐軍的火力，在城中唐軍以步兵為主，用這種戰車可以擋住唐軍的子彈，拜占庭的士兵在車內發射弓弩，就可以擊退唐軍。
大食軍知道唐軍肯定還會來進攻巴格達，所以忙著修複工事和城牆，進一步調派兵力，加強巴格達的守衛力量。