是年11月，班师渡阿母河，进至撒麻耳干，召回教教师使说明教义；成吉思汗皆是之，惟不以赴默伽巡礼一事为然；以为全世界皆为上帝居宅，任在何地祈祷皆得达于帝所，不必拘拘一地也。
摩诃末死后，其三子从海道至曼乞失剌黑，从者七十骑，复自是驰抵玉龙杰赤。先是秃儿堪可敦之出奔也，未置留守，及三王子至，全城大欢。未久，有兵七万集于诸王麾下，诸将皆突厥人，始利斡思剌黑沙暗弱易与，及知以位让兄，遂大失望，因谋杀新算端。札阑丁闻其谋，1221年2月10日遽出奔呼罗珊，前忽毡守将帖木儿灭里以三百骑从，疾驱横断花剌子模、呼罗珊两地十六日程之沙漠，而至纳撒。
成吉思汗既克撒麻耳干，屯兵于撒麻耳干、那黑沙不两城之间。次年春，闻摩诃末诸子走玉龙杰赤，即命拙赤从毡的进，察合台、窝阔台从不花剌进，命会师于玉龙杰赤城下。别以兵戍守呼罗珊北境，防其南奔。札阑丁抵纳撒时，已有蒙古逻骑七百屯于其地附近，札阑丁猛击败之，复由是进至你沙不儿。
花剌子模旧都跨阿母河两岸，突厥人名之曰古儿犍只，蒙古人则名兀儿犍只，疑用畏吾儿字夺其第一声母，汉译又讹作玉龙杰赤、兀笼格赤等称，阿剌壁语则名术儿札尼牙。自摩诃末三子出奔以后，城中无主，共推秃儿堪可敦之戚忽马儿的斤为算端。蒙古军先至城下者为塔只别乞之前锋军。窝阔台与孛斡儿出之军继至，察合台、脱栾之军续至，拙赤之军最后至，其数共逾十万。蒙古前锋进至城下时，守军出战，失利退还。拙赤遣人招降，城民不从。蒙古军乃退治攻具，境内无石，则多伐桑木，渍水增其重量，以代炮石之用。命所掠诸地丁壮执填壕之役，十日而工毕。至是蒙古军欲取横跨阿母河两岸之桥梁，遣兵三千人往，尽没。已而拙赤、察合台二王失和，号令不一，纪律亦弛，蒙古军因是多所损伤，七阅月而城不下。成吉思汗在塔里寒廉得其情，大怒，改命窝阔台总司军令，于是军气复振。下令总攻，守者遂不支。蒙古兵梯登入城，以石油浇先见房屋，纵火焚之。花剌子模兵仍奋勇巷战，妇女亦参列行间，如是七日，终乃乞降。蒙古军遂驱民尽出城，徙其工匠十万于东方，相传是为东方诸地有回教侨民之始。城中余众除妇孺夷为奴婢外，悉配诸队屠之，闻蒙古军五万人，每人杀二十四人，则被屠者有百二十万矣。屠后引水灌城，庐舍尽毁，藏者皆死，所能存者，仅旧宫与算端帖客失之墓而已。
札阑丁自玉龙杰赤出走之后三日。斡思剌黑沙、阿黑沙二人闻蒙古军进兵之讯，亦出奔呼罗珊，蒙古军蹑其后，追杀之于维失忒村中。
札阑丁率此军进向范延附近之八鲁弯，益前进，击蒙古兵之围攻瓦里养寨者。蒙古兵丧千人，渡般失儿河毁桥而退。与大军合。
札阑丁既跃马横断申河，于战地对岸稍下流处登其东岸，其始孑身无人从。既而将士效之得渡者次第来集。此等残兵百物皆缺，遂抄掠自资。印度之术的王以骑兵千人步兵五千人来逐，札阑丁以四千骑击走印度兵，射杀其将，多所卤获。寻闻蒙古兵渡河来追，乃向底里退走。
是役札阑丁虽胜，而不免其军之解体。额明木勒克、阿格剌黑分卤获时，争欲得一阿剌壁种骏马，不相让，额明木勒克怒举鞭挝阿格剌黑首，札阑丁不加责让，阿格剌黑愤恚，即夜率所部哈刺只突厥蛮之众退走富楼沙，并诱古耳部长阿匝木灭里离叛而去。由是札阑丁所部仅余突厥及花剌子模之众，遂退哥疾宁。已而闻成吉思汗将大军至，复退向申河而去。
是年分兵入巴达哈伤，降之。同时命拖雷率军入呼罗珊，残破其地。1221年春，成吉思汗率军渡阿母河，巴里黑城遣使迎降，献重币。已而闻札阑丁聚兵于哥疾宁之报，念留此大城于后路为非计，遂以检括户口为名，驱巴里黑之民出城，尽屠之。纵火焚庐舍，夷其堡垒而去。
时成吉思汗已克塔里寒，驻夏于其附近山中。察合台、窝阔台二子还至玉龙杰赤。长子拙赤则于攻下此城以后渡昔浑河北去。是秋，成吉思汗闻札阑丁拥重兵据哥疾宁，遂进兵往攻之；道经客儿端寨，留攻一月，拔而夷之。逾大雪山，进攻范延，察合台子木秃干在城下伤矢卒，成吉思汗钟爱此孙，悲愤下令进攻，陷之，不赦一人，不取一物，概夷灭之。此城百年以后尚无居民。
时呼罗珊境内之四大城，仅也里一城未下，拖雷移军攻之。其别将分躏徒思者。在此城附近掘发哈里发诃仑剌失德之墓。拖雷顺路躏忽希斯单，进至也里城下，遣使谕降。守将杀谕降使，励所部奋勇死守。蒙古兵诸面同时进攻，剧战凡八日，也里守将殁于阵，城人遂乞降。拖雷仅杀官吏士卒一万二千人，置一戍将以镇之。越八日，拖雷奉父命会师于塔里寒。
拖雷本军七万进至马鲁城下，击败屯于城外之突厥蛮军万骑。次日（1221年2月25日），拖雷率五百骑周视城垒。七日之间，全军悉集，乃下令进攻。守兵从诸门出城突击二次，皆被却还。守将乞降。拖雷纵兵入城，驱居民尽出，凡四日，城始空。先引所俘将卒对众斩之，继杀居民，死者数十万。惟工匠四百及童男女若干得免。拖雷屠城后，置蒙古戌将一人以镇之，自率军进向你沙不儿。
拖雷之入呼罗珊也，以脱忽察儿为前锋。1220年11月，脱忽察儿进至你沙不儿，攻城甫三日，成吉思汗命夺其职。缘先是成吉思汗有命，来降者勿扰其民，也里城长官额明木勒克，即《元秘史》所志之篾力克罕者，曾纳款于蒙古军，而脱忽察儿违令抄掠其境，额明木勒克因复投札阑丁，成吉思汗怒，遂夺脱忽察儿职。故西域书传其为你沙不儿守兵所射杀。脱忽察儿既行，代将者以兵力薄，不能克你沙不儿，遂解围去。分军为二队，自率其一攻撒卜咱瓦儿，三日拔之，杀其居民七万人。其一队入徒思境，取诸堡。
成吉思汗闻败讯，以素视失吉忽秃忽若弟，不之责，仅语之曰：“狃于常胜，未受挫折，今遭此败，当以为戒。”遂下令整军疾驰，进向哥疾宁，在途二日，行不及炊，至八鲁弯战地，令失吉忽秃忽指示两军布阵处，汗以不善择地切责之。进至哥疾宁，则札阑丁已行十有五日矣。城民不抗而降，置一长官治之。仍率军追逐札阑丁，及之于申河河畔；闻其将于次日渡河，乃即夜疾进，击溃兀儿罕所将之花剌子模殿后军，命布阵数列，对河作偃月形，进围札阑丁之余众。黎明（1221年11月24日，一说在12月9日），下令进攻，进薄花剌子模军，破其右翼，右翼士卒死伤大半。统将额明木勒克逃富楼沙，蒙古军杀之于道。左翼亦败，札阑丁仅余七百人，奋勇进战，数欲突围出；蒙古军欲生致之，不发矢；战至日中，札阑丁见重围不开，乃易健马，复为最后一次之突击，蒙古军后却；札阑丁忽回马首，脱甲负盾执纛，从二丈高崖上跃马下投申河，截流而渡。成吉思汗见之，指示诸子曰：“此人可为汝曹法也”。止将卒之欲泳水往追者。蒙古军发矢射从渡之花剌子模兵，死者甚夥，河水为赤，尽歼岸上残兵，虏札阑丁眷属，杀其诸子。
成吉思汗闻讯，立遣失吉忽秃忽以三万人（一说四万五千人）往敌。札阑丁亦进军，两军遇于八鲁弯附近十里之地。札阑丁以额明木勒克将右翼，阿格剌黑将左翼，命骑士尽下马，各系马缰于腰而战。右翼先为蒙古军所破，旋得中军左翼之援，阵势遂整，两军反复冲突，互有损伤甚众；如是二日，胜负不决。第二夜，各退还营，失吉忽秃忽欲绐敌，命各骑缚毡象人，置手引从马上，骑卒以手扶之，俾敌军知其有援军至。诘朝札阑丁诸将望见敌兵列阵两行，果以为得援，议退，札阑丁持不可，下令仍如昨日步战，蒙古军以前战阿格剌黑军最勇，因悉锐击左翼，左翼攒射之，蒙古军却而复进，花剌子模军阵殁五百人；于是札阑丁吹角，全军上马，大呼突击蒙古军，蒙古军遂溃，得脱还者为数无几。
成吉思汗既遣二将渡河后，自率大军于1222年春溯申河右岸上行，以哥疾宁城将来或资敌用，命窝阔台往灭之。窝阔台至哥疾宁，以简括户口为名，命居民尽出，除工匠悉送蒙古外，余悉屠之。
成吉思汗命巴剌朵儿伯朵黑申二将渡河追敌，不得札阑丁踪迹，进围木勒坛，未能下，以天时酷热解围去；不欲深入，遂躏印度边地，重渡申河，取道哥疾宁与大军合。
已而有蒙古军二三千人进至不思忒，额明木勒克率军往御，留撒剌丁守哥疾宁。古耳人遂乘隙杀撒剌丁，而奉忒耳迷人剌齐木勒克、兀木荅木勒克兄弟二人为主，剌齐木勒克遂自称王。时有哈剌只突厥蛮两部之人自呼罗珊河中两地逃还富楼沙境者，为数颇众，奉阿格剌黑灭里为主。剌齐木勒克谋袭其众而取其地，与战不胜，阵殁，其弟兀木荅木勒克代之为主。已而巴里黑人阿匝木灭里与可不里酋灭里失儿合兵攻取哥疾宁，据其外城。兀木荅木勒克退守内堡。被围四十日，城将下。而苫思木勒克被札阑丁释出狱，遣之至哥疾宁备供张，诸部闻算端将至，遂息争。越七日，札阑丁至，诸部之众皆集其麾下，额明木勒克亦率所部三万人来从。由是札阑丁尽有阿匝木灭里、额明木勒克、阿格剌黑灭里三部之众。而阿富汗部长木匝发儿灭里、哈剌鲁部长哈散亦各率所部来附。总以上诸军凡六七万骑。札阑丁以女妻额明木勒克。
同时也里叛杀蒙古长官，成吉思汗命宴只吉带征军五万往平其乱。也里城民誓死守城，围之六阅月又十七日，始拔之；尽屠其民，焚杀掠虏凡七日，相传死者逾百万。蒙古军去后，仅余四十人还居城中。
初，札阑丁横断花剌子模沙漠在纳撒击退蒙古逻骑以后，进至你沙不儿，居三日行，行甫一时，蒙古兵蹑踪而至，亟追之。1221年2月10日，札阑丁遣一将拒之岐路，自从别道逸，蒙古兵遂失其踪迹。札阑丁于是日一日间奔四百里，至柔赞，欲入城息鞍马，城民拒不纳，遂即夜行。翌日，蒙古军追逐至于也里道上，不及而还。三日后，札阑丁安抵哥疾宁城。
其弃札阑丁而去之哈剌只、突厥蛮、古耳三部之众，旋发生内讧，互杀主将，成吉思汗遣军往击。三部余众多被歼灭，其余溃散。
先是马鲁被屠后，居民避地者爱乡情切，不久渐归。邻近流亡知是地肥沃，亦多从居。时有札阑丁部将一人率少数兵来据此城，杀拖雷所置波斯人之为官者。蒙古兵五千人自那黑沙不来，尽戮其民，死者十万。命一回教徒名阿黑灭里者留驻马鲁，搜杀逃民，民藏不出；阿黑灭里命教士呼民出为公共祈祷，藏者闻呼出祷，悉被捕戮。如是四十一日。此城遂荒。
先是蒙古游骑至你沙不儿附近者，辄为城人所害，如是数月。城民逆料蒙古必来复仇，遂坚其守备，城上置发弩机三千，发石机五百。蒙古军攻具亦强，首先残破你沙不儿四周之地；对城配置发弩机三千，发石机三百，投射火油机七百，云梯四千，炮石二千五百担；攻具既多，士卒复众，围城中人望之夺气，遂请降；并许纳岁贡，拖雷不许。翌日（1221年4月7日）环城同时进攻，昼夜不息，比晓，壕堑已平，城墙裂七十口；蒙古兵诸面攀登而入，街巷屋舍皆成战场，屠杀数日，猫犬无遗。拖雷闻屠马鲁时，民匿积尸中得免者不少，至是命尽断死者首，三分男女幼童之首，聚之为塔。免者惟工匠四百。毁城历十五日，城市遂墟。
先是哥疾宁守将于1220年时离哥疾宁，与额明木勒克会兵昔思田。富楼沙守将摩诃末阿里哈儿卜思忒遂入据之，所部古耳军甚众，额明木勒克遣使与之约联合以拒蒙古。哈儿卜思忒拒之曰：“古耳人与突厥人不能共处，请各守其地，如算端旨。”时札阑丁相苫思木勒克为哥疾宁民政长官。与内堡守将撒剌丁同谋除哈儿卜思忒，设宴招饮于近郭园林。酒酣。撒剌丁手刃之。古耳兵闻主将死皆溃。后二三日，额明木勒克至哥疾宁，囚苫思木勒克于堡中。
1220年成吉思汗驻夏于那黑沙不。已而进兵阿母河北之忒耳迷，谕城民开城堕堡垒，不从，攻十日拔之，尽驱其民出城，分配诸队屠之。有老妇将受刃。呼曰：“有宝珠愿献”。及索其珠，则云已咽入腹中，乃剖腹出珠。于是蒙古军以为他人亦有咽珠事，尝破诸死者腹以求之。
1222年，成吉思汗驻夏于巴鲁弯，长春真人邱处机来见。是年11月，班师渡阿母河，进至撒麻耳干，召回教教师使说明教义；成吉思汗皆是之，惟不以赴默伽巡礼一事为然；以为全世界皆为上帝居宅，任在何地祈祷皆得达于帝所，不必拘拘一地也。已而东行，1223年春，行次昔浑河畔，察合台二子来会。1224年驻夏于亚历散德山北忽兰巴石之野。先是汗召长子拙赤率其诸子来见。拙赤不至；至是惟遵父命驱野兽至忽兰巴石以供围猎之用，并献马二万匹。嗣后冬夏成吉思汗皆在途中，其二孙忽必烈、旭烈兀自叶密立之地来见，忽必烈时年十一，射获一兔；旭烈兀九岁，获一鹿。蒙古俗儿童初猎者，应以肉与脂拭中指，兹成吉思汗亲为二孙拭之。1225年春，至秃刺河黑林之斡耳朵。