成吉思汗分军为四：第一军察合台阔窝台二子将之进攻讹荅剌；第二军拙赤将之，焉右手军，进取毡的；第三军阿剌黑速客秃塔海三将将之，为左手军，进取别纳客忒。三军之目的地皆在昔浑河畔诸城。成吉思汗自率四子拖雷将大军渡河选取不花剌，以断摩诃末与河中之交通，而绝受围各城之援。
1219年秋，成吉思汗自额儿的石河进兵入摩诃末之国。当时蒙古人似未识此国之名，缘花剌子模之名仅一见于《元史》西北地附录。此外在纪传中皆名之曰回回国；《元朝秘史》之对称作撒儿塔兀勒，耶律楚材《西游录》则作“谋速鲁蛮种落”，皆不以花剌子模名之；《元朝秘史》中固见有其别译曰忽鲁木石，然旁注作“姓”，而不知其为国名也。对于国名如此，对于人名可知，所以算端摩诃末之名不见于元人记载，殆亦因其敌来不敢抵抗。致使其名不传欤！
成吉思汗分军为四：第一军察合台、阔窝台二子将之进攻讹荅剌：第二军拙赤将之，为右手军，进取毡的；第三军阿剌黑、速客秃、塔海三将将之，为左手军，进取别纳客忒，三军之目的地皆在昔浑河畔诸城；成吉思汗自率四子拖雷将大军渡河进取不花剌，以断摩诃末与河中之交通，而绝受围各城之援。
随流而下，两岸追兵不绝。帖木儿灭里闻拙赤于毡的附近昔浑河夹岸置重戍，配置弩炮，并结舟为梁，阻绝川途，乃舍舟乘马陆行。见蒙古兵追击，则止而与战，待辎重前进，然后再行，如是数日。部卒本少，及是益减，不得已弃辎重。已而从卒次第亡失尽，单骑败走，蒙古三骑尾随不舍，势逼，视箙中仅领三矢，矢镞已失，取射最近追骑，贯其一目，二骑反走，帖木儿灭里遂得脱，至玉龙杰赤。复自是往依札阑丁，相从至于此王之死。
讹荅剌城粮储充足，哈亦儿汗士卒亦众，更有哈剌札汗之援兵万骑，被围五阅月，军民气沮；哈剌札汗唱降议，哈亦儿汗以前杀商人，得罪蒙古，自度无生理，愿死守。哈剌札见其不降意决，乃乘夜独率所部精兵出城欲遁，为蒙古军所执，哈剌札汗请降，蒙古汗二子以其不忠于其主，并其部众斩之。
蒙古军遂拔讹荅剌，驱民于野，纵掠城内。哈亦儿汗率残军退保子城，又相持一月，部下伤亡几尽，子城亦陷；哈亦儿汗贾勇巷战，蒙古军欲生致之，诸面肉薄以进，哈亦儿汗率从卒二人登屋格斗，从卒尽死，箙中无矢，犹持砖掷人，妇女在墙下授砖以助，已而众寡不敌，虽奋仆数人，终被擒送至撒麻耳干成吉思汗营，成吉思命熔银液灌其耳目杀之。蒙古军夷平讹荅剌之子城，驱免死之民向不花剌。
蒙古军进躏河中之时，摩诃末退避于哈里甫安的胡两地之间，其意似在防止蒙古兵渡阿母河。撒麻耳干之被围也，曾先遣万骑。后遣二万骑往援，然无一军敢至撒麻耳干城下。已而集将吏议进止，诸将以河中已无暇可救，应调集全国之兵守阿母河。别又有人劝摩诃末赴哥疾宁，集兵以抗，纵不胜可奔印度。摩诃末以此策万全，从之。遂向哥疾宁，道经巴里黑，其子鲁克那丁遣国相阿马都木勒克自伊剌黑阿者迷来见，献议，言伊剌黑人财俱足，可以御敌，不如西向，摩诃末从之。札阑丁时从父，深不以此二退兵策为然，欲阻蒙古兵渡阿母河，力请于父曰：“设父决赴伊剌黑，则乞假兵柄，与敌一战，纵败，人民不致有怨言，而谓平时重税于民，处危时乃弃民去，一任鞑靼人之蹂躏也。”摩诃末不从，反斥其少不更事；且言吉凶有定，灾祸之来，孰能抗之，不如待天象有利于我之时。
至是聚康里人于一处，收其兵械马匹。依蒙古俗，降卒须改衣蒙古服装，剃发结辫，兹亦命康里人为之，以安其心，至夜尽屠之。死者康里兵三万，统将二十人。
自是募一突厥蛮为导，取人迹罕经之途，进向讷儿。前锋塔亦儿把阿秃儿遣人至讷儿城招降，诸民疑虑不敢降；招降使者数至，乃开门纳款。塔亦儿不驻而去，送讷儿代表赍馈礼至成吉思汗营。汗命速不台至讷儿，速不台谕居民曰：“汝等既保性命，况家畜农具一不夺取，应以为足，第应出城外，不许别携一物”。居民既出，蒙古兵遂纵掠。汗寻至，问居民所纳其主税额若干，居民以千五百底纳儿对，汗命如额输前锋营，许不额外再有诛求，居民立脱妇女耳环，已足供其半额。
者别、速不台各率所部分躏各地，速不台历破徒思、达木罕、西模娘等城。者别历破祃桚荅而诸城。至剌夷城下，与速不台军会，共破剌夷而屠其民。
者别、速不台二将长驱直入呼罗珊。是时呼罗珊民物繁庶，分四郡。以马鲁、也里、你沙不儿、巴里黑四城为郡治。蒙古兵至巴里黑，城民纳币迎降，蒙古兵置一守将而去。进至匝哇，城人闭门，拒不献粮；蒙古兵不欲顿兵于此，舍之而去。守城者登陴击鼓詈蒙古兵，蒙古兵怒，回攻其城，三日拔之，尽屠居民，纵火而去。进向你沙不儿，执土民询算端踪迹。
翌日，城中遣教长绅耆等出城纳款。成吉思汗入城，过大礼拜寺，骑而入，问此是否算端宫？答者曰：“此上帝宅。”遂在祭坛前下马，登讲台二三级，大声言曰：“野草已刈，速以物来饲吾属马。”居民遂入市仓取谷；蒙古兵运可兰经椟置庭中，以代马槽；践回教之圣经于马蹄下，置酒囊于寺中，召舞者歌女入寺歌舞，自唱其种人歌，声彻四壁；命教师执隶役，为之护视鞍马。
第三军仅五千人，进至别剌客忒。守城之康里将卒逾三日始乞降，蒙古军先许其不死，既降之后，驱城中人于城外，别置将卒于一处，尽歼之。分工匠于诸队，集聚丁壮，役之以攻未下诸城。
祃桚荅而山中有堡名亦剌勒，险峻难攻，秃儿堪可敦避兵于此。速不台追摩诃末经此堡下，留兵一队攻之。是堡常多雾雨，得水易。居民从未疏池蓄水以备旱。及堡被围，久不雨，守兵渴甚，不得已乞降。蒙古兵入据之日，云雾蔽天，俘秃儿堪可敦及摩诃末之妻子送成吉思汗营。时汗适在围攻塔里寒寨，摩诃末诸子虽在稚年，成吉思汗尽杀之。摩诃末四女，以二女赐察合台，察合台自纳一人，以其一转赐家臣。第三女赐荅尼失蛮为妻。至前嫁河中汗斡思蛮而寡居之女，为叶密立城之染工所得，一说成吉思汗长子拙赤请之于父纳之，后生数子。成吉思汗挈秃儿堪可敦归蒙吉。后在1233年殁于和林。
横锁川中。帖木儿灭里断
是夜有康里将名阿勒卜汗者，率兵千人自内堡突围出走。达曙，蒙古兵诸面同时进攻内堡，薄暮克之。守者千人，退守礼拜寺，力抗不降，蒙古兵纵火焚杀之。
时犹有花剌子模兵四百骑未能随大队出城，退据内堡。蒙古兵宣告于市，凡能执兵者皆应来前，违者死。诸壮丁出，遂命其执内堡填壕之役。已而炮攻内堡，凡十二日，内堡破，尽歼堡中守者。
时摩诃末已得肋膜炎疾，自知将死，乘舟离岸时叹曰：“君临之国不少，乃无数尺之地可作坟墓。”既而登一名阿必思昆之小岛，喜其地安宁，结幕居焉。祃桚荅而沿岸居民以粮物来献，摩诃末并授以官职食邑。时随从诸人多已遣赴诸子所，有时且须亲作制书授之。数年后札阑丁复国时，凡以此类制书献者，皆如约授之。其以故算端之遗物献者，亦重赏之。
撒麻耳干居民被杀者为数亦众。成吉思汗括余民，取工匠三万人分赏诸子诸将，中有人匠三千户后徒荨麻林（今万全县西北之洗马林堡）。搜检供军役者，为数亦有三万。余居民五万人，出赎金二十万底纳儿，然后许其还城。成吉思汗驱新编之丁壮一部渡阿母河。所余丁壮以付诸子，供进攻玉龙杰赤之用。
撒麻耳干城有战象二十头，象奴以献成吉思汗，请给象粮。汗问象被捕前所食何物？对曰食草。乃命放象于野，后皆饿死。
撒麻耳干亦名薛迷思干，摩诃末之新都也。守兵五万（一说有突厥兵六万，波斯兵五万），良将统之，城堡甚固，不易攻下。成吉思汗知之，故先掠取四周之地，绝其外援，然后进兵于其城下。时其他三军已取昔浑河北诸地，亦来会，并驱土著丁壮至。汗以骑兵先达城；翌日步队俘虏继至，编俘虏十人为一队，队执一旗，陆续经行城下，俾城人知其兵多。汗环城观其形势者二日。第三日展，命丁壮与士卒进攻，城中军民出战，丧失千人，败还城中，于是守者气沮。守兵以康里人居大半，康里人自以为与蒙古人为同类，必受善待。因怀去就。成吉思汗召之来投，康里兵遂携其眷属辎重出城降。第四日，将攻城，城民赴蒙古营纳款，汗善谕之归，遂开城延蒙古兵入（时在是年4月）。蒙古兵首先堕其壁垒，命居民悉出城，违者杀无赦，仅许法官教士及其亲从等留城中。
摩诃末自知病势日重，召诸子札阑丁、斡思刺黑沙、阿黑沙等至，收回前此命斡思剌黑沙嗣位之成命。谓非札阑丁不足以光复故国，亲取佩刀系其腰，命诸子对之委质。不数日死，仓卒无殓服，即以其衬衫裹葬之。时在1220年12月，一说在1221年1月。
摩诃末自你沙不儿出奔其子鲁克那丁营。时鲁克那丁已集伊剌黑军三万人于可疾云城下；摩诃末抵可疾云，召罗耳王哈匝儿阿思卜与谋御敌策。罗耳王献议曰，罗耳、法儿思两地以山为界，算端应急赴山南，其地物力丰饶，不难纠集诸部之兵十万，以扼诸山隘口，敌来与战，可振士气。摩诃末误以罗耳王有图法儿思之意，不用其策，罗耳王遂还其国。已而得剌夷不守之警报，随从算端之王侯贵人争先出奔，士卒亦溃。摩诃末率诸子避往哈仑堡，途遇蒙古兵，不识其为算端，发矢射之，算端马负数伤，忍痛而趋。至哈仑堡，仅留一日，易健马，进向报达。甫离堡，蒙古兵至，以算端在堡中，急进攻。已而知其已去，解围追之，途中捕得算端放还之乡导数人，询知算端逃向报达；然算端实已趋他道，蒙古兵失其踪迹，杀导者而还。
摩诃末离巴里黑前，遣一支队赴忒耳迷北之般札卜诇敌情，旋闻报，不花剌陷，继报撒麻耳干降，遂急离巴里黑。扈从军士皆康里人，诸将皆秃儿堪可敦之戚也。中途谋杀算端，事泄，摩诃末夜易寝幕防之，晨起视空幕，攒矢已满，遂疾行。4月28日抵你沙不儿。5月12日侦知敌骑已入呼罗珊，乃藉行猎为名，弃你沙不儿而去。
摩诃末既改道，驰向可疾云西北数十里之撒儿察罕堡；居七日，又奔歧兰；复由岐兰奔祃桚荅而；既至，几孑身无长物矣。时蒙古兵己入祃桚荅而，破其都会阿模里，及其商业城市阿思塔剌巴的。摩诃末询诸土酋，何地可以避兵，诸酋劝其暂避于里海中之岛上，摩诃末从之，至海岸一村落中；居数日，其仇家导蒙古兵至，摩诃末亟登舟出海；蒙古兵在岸上发矢射之，有数骑跃马入海逐舟，尽溺死。
拙赤下令进攻，不许休止，士卒更番迭进，连攻七日，拔其城，尽屠居民，命哈散之子守此无人之地。自是连下讹迹邗巴耳赤邗、额失纳思诸城，进逼毡的；守将夜遁，渡昔浑河而走玉龙杰赤。拙赤遣使者名真帖木儿者往谕毡的降，城中无主，人民纷呶不知所从，见真帖木儿至欲杀之，真帖木儿举昔格纳黑之前事劝诫，且伪与约，誓引蒙古军他去，不入城内，城民乃释之归。
拙赤一军向毡的者，道次昔浑河畔之昔格纳黑城，遣一回教徒名哈散哈只者往谕城民出降；哈散至城下，言甫启口，城民群击杀之。
成吉思汗自与四子拖雷率军进向不花剌，行近匝儿讷黑城，城民皆避入堡。成吉思汗遣荅尼失蛮往谕降，堡中守卒胁之。荅尼失蛮呼曰：“我谋速鲁蛮（犹言回教徒），亦谋速鲁蛮之子，奉成吉思汗命来拯汝等于深渊中；大军距此不远，汝等若稍抵抗，霎时堡垒屋舍将平，血淹田亩矣，不如降可保身家”。城民感悟，遣代表奉馈礼赴汗营，汗怒匝儿讷黑官吏不亲纳款，命召之至，官吏惧而来谒，然汗善待之；令居民出城外，签丁壮为兵，编作一队，备不花剌攻城之役，余民悉还家，堕堡而去。
成吉思汗焚不花剌后，东向进兵撒麻耳干。两城相距有五日程，军循那密河行，沿河风景丽，园林别墅相望。成吉思汗分兵攻取河畔之二堡，自率大军进向撒麻耳干，所俘不花剌民随军后行，备受虐待，疲不能前者辄被杀。
已而蒙古兵至，毡的城民恃城高不为备，蒙古兵树梯环登，逾城而入，驱民于野，以未抗拒得免死；仅戮詈真帖木儿者数人，纵掠九日，然后许露处野外之居民入城。以不花剌人阿里火者为毡的长官。旋分兵下其邻城养吉干。先是有畏吾儿军（一说为别军）万人从征，至是许遣还国，别募突厥蛮之游牧部落万人以代之。使那颜台纳勒率新募军进向花剌子模，此军在途不服约束，乘台纳勒率前锋先行，叛杀其代将；台纳勒闻变驰还，击杀大半，余众遁马鲁、阿母二城。
已而此军渡河进向忽毡。忽毡守将帖木儿灭里，即元史所谓之灭里可汗，骁将也，以精锐千人退守昔浑河中岛上之一堡，岛距两岸远，矢石所不及。蒙古军旋得讹荅剌等处蒙古兵二万土民五万来助，编土民什百为队，以蒙古将校督之，运石于三十里外山中，以填河，帖木儿灭里造甲板舟十二艘，覆以毡，用醋浸粘土厚涂之，以御火攻之器；每日出六舟薄两岸，从舟隙发矢射蒙古军。蒙古军累被夜袭，多所损折，已而帖木儿灭里计穷，势不支；夜以七十舟载士卒辎重，自帅精锐驾甲板舟，列炬烛川沿流而下。蒙古军在别纳客忒附近以铁
如是者一二时，成吉思汗出城赴祈祷场，不花剌居民盛会时聚祷之所也。集居民于场中，汗登坛问众中孰最殷富，众举二百八十人以应。中有九十人外国籍，汗尽召之使前，谕以算端挑爨，及己不得已而用兵之意，既而曰：“应知汝曹已犯大过，人民之长负罪尤重，汝曹若问我所言何据，我将答汝曹曰，我为天灾，设汝曹无大罪，上帝曷降灾汝曹之首？”次言地上财宝自知取之，勿营汝曹自献；第应速告地中伏藏，命诸人指出管家之仆，强之呈献其主财货。
初，成吉思汗抵撒麻耳干城下时，即命者别、速不台二人各将万骑往追算端摩诃末。谕以径追算端，若遇重兵，勿与战，待大军至；若摩诃末不战而逃，则追随勿舍。沿途诸城降者免之，抗者灭之。
内堡既克，下令迫不花剌居民出城，附身衣服外不许携带一物。居民既出，遂纵掠。凡违令未出城者，搜得辄杀之。对男子辱其妇女，拷掠富豪，强其指出藏金所在。已而在城中各处纵火，除大礼拜寺及宫殿数处以砖建筑外，余悉木房，尽付一炬。
先是摩诃末弃阿母河时，曾遣使至玉龙杰赤，促其母秃儿堪可敦避兵祃桚荅而境内。会成吉思汗之使者荅尼失蛮亦至，荅尼失蛮转达蒙古汗言，谓汗知算端不孝其母，国中将校愿助蒙古军，然汗实无意侵入可敦所主花剌子模之地；请遣亲信之使者来议，他日诸地略定后，将以呼罗珊奉可敦云。可敦置不答。及闻算端退走之讯，乃尽率摩诃末之妻子，轻赍珍宝，弃花剌子模而去。以为蒙古军饱掠后，不久必退。而摩诃末昔年兼并之诸国王侯皆在玉龙杰赤狱中，恐己去后生变，乃于频行之先。尽出此等系囚投之阿母河中，仅留牙疾儿王子作乡导，后亦杀之。
5月24日，蒙古兵至你沙不儿城下，谕令开门，城民请俟其主就擒，然后降附，先馈军粮，蒙古兵受之而去。其后他队连日经过城下。6月5日，者别过此，亦皆受馈粮而去。
1220年3月，成吉思汗进至不花剌，士卒继至，屯于城之四围。城内有兵二万，被攻数日，守城诸将度不支，夜率全军突围出走。蒙古军出不意被袭，急退。嗣见敌不乘胜进击，反遁走，遂整列追之，及诸阿母河畔，鏖杀殆尽。
先是摩诃末西奔经比思塔木城，以宝石二箧（一作十箧）付一侍臣，命交额儿迭罕堡守将；后守将以献蒙古军，转送蒙古主营。