在遭到拒绝后，成吉思汗决定发动战争。

1219年夏，蒙军在也儿的石河（额尔齐斯河）上游集中。

这一年秋，成吉思汗到达巴尔喀什湖东南的海押立，来到葛逻禄人中，葛逻禄王阿尔斯兰汗加入了成吉思汗阵营，还有阿力麻里的新王苏格纳黑特勤，和回鹘亦都护巴而术，也都率领各自的军队加入之。

尽管花刺子模军在人数上远远超过了蒙军，但蒙军纪律严明，是一个相当紧密的集体。

花刺子模苏丹摩诃末，把他的军队分散在锡尔河一线与河中各设防地区之间。

结果，尽管花刺子模军在总人数上占优势，但是，他们在每一单独点上的人数比蒙军少。

成吉思汗从锡尔河中游的讹答刺附近，进入花刺子模境，由他的两个儿子、察合台和窝阔台率领的一支分队围攻讹答刺城，然而，只是在经过了长时期的攻打之后才占领该城。

这位征服者的长子术赤，率领着另一支分队沿锡尔河而下，占领塞格纳克（在今突厥斯坦城对面）和真德（今波罗威斯克附近）。

派往锡尔河上游的五千蒙军，占领了别纳客忒（在塔什干以西），围攻忽毡，忽毡守将、能干的帖木儿灭里在进行了顽强的抵抗之后乘小船顺锡尔河而下逃走。

成吉思汗和幼子拖雷率主军直入布哈拉城，于1220年2月抵达该城。

布哈拉城的突厥守军，企图突破围城者的防线逃跑，但是，结果只是大批被杀死，这个时候被守军们遗弃了的居民们投降（1220年2月10日或16日）。

城堡被攻占，守诚卫兵全部被杀，接着，布哈拉城经历了一次有条理的彻底的洗劫。

居民们遭到抢劫以及种种虐待、威逼和蹂躏，但是，总的来说，被处死的，只是那些企图起来抵制胜利者渎圣暴行的人，尤其是******教中的“教士”们。

成吉思汗从布哈拉进军撒马尔罕，在撒马尔罕城前，与刚攻下讹答刺城的察合台和窝阔台会合。

撒马尔罕居民，有一部分是伊朗人，他们勇敢地企图出击，但被压住，据志费尼记述，5天以后该城投降（1220年3月）。

该城遭到彻底洗劫，为了宜于行动，首先把全城居民驱逐出城，其中许多人被处死。

那些被认为有用的人，如技术工匠——被带往蒙@古。

花刺子模原都城玉龙杰赤，经长期包围之后，于1221年4月才被攻占。

在蒙@古征服河中期间，花刺子模苏丹摩诃末，被盲