在蒙古人有如神助般扩张的时候，曾经攻克一个疆域辽阔的中亚细亚大国——花剌子模。花剌子模这个国家历史也比较长，但发展之路却不平坦，其地先后被波斯帝国、贵霜王朝、大月氏、突厥、阿拉伯帝国、塔希尔王朝、萨法尔王朝、萨曼王朝、加兹尼王朝、契丹西辽等势力统治。13世纪时，花剌子模已经发展成为一个幅员辽阔的大国，疆域东北至锡尔河，东南抵达印度河，北方达咸海、里海，西北至阿塞拜疆，西临巴格达，南抵印度洋，几乎占据中亚细亚的全部领土。

1200年，塔喀什之子阿拉丁·摩诃末继承花剌子模的王位，使花剌子模达到鼎盛时期。从宗教角度说，摩诃末信仰的是伊斯兰教的阿里派，与伊斯兰教首领哈里发处于对立关系。为获得认可，摩诃末曾派使者到巴格达向哈里发寻求册封，并准许他在巴格达置官，不想却遭到哈里发的拒绝。摩诃末热脸贴了哈里发的冷屁股，心里自然不爽，于是他起兵西进先收拾了支持哈里发的两个小藩属国，准备继续西进，却因大雪阻路被迫撤兵。后来，埃及哈里发派人联络成吉思汗，希望双方联合对付花剌子模。

但当时成吉思汗并不想与庞大的花剌子模为敌，双方开始互相通商。1217年，成吉思汗让后妃、诸王和大臣门各自挑选两三名亲信，组成一支450人的商队，带着大量金银等跟随花剌子模商人到该国进行贸易，换取草原需要的物品。可不曾想，这支商队在讹答剌城被守将海儿汗亦纳勒术污蔑为间谍，摩柯末得知后命他拘留蒙古商人，但海儿汗亦纳勒术却自作主张杀了这些蒙古商人。

成吉思汗得知后此事后，大为震怒，当天晚上，他独自登上山头，跪在地上向苍天祈祷说：“我不是挑起这次战乱的肇祸者，请佑助我，赐我复仇的力量吧！”在筹划进攻强大的花剌子模时，成吉思汗先礼后兵，先派巴合剌为首的三人使团到花剌子模要求赔偿。当时的摩诃末并没有承担责任，补偿成吉思汗，反而狂妄地杀了正使巴合剌，并剃掉两位副使的胡须，以此侮辱成吉思汗。

成吉思汗怎么可能容忍摩诃末如此无礼的行为，于是他先派速不台和哲别率军去扫除西进的障碍，当这支部队完成任务回师时，正好撞上摩诃末的大军。由于摩诃末军势大，一开始蒙古军尽力回避，待摩诃末军士气褪去后，蒙古军左右翼开始反击，中路军则直冲摩诃末所在的中军，差一点就俘获摩诃末，多亏摩诃末的儿子札兰丁将其抢出救走。双方激战了一天，最后，摩诃末的军队被打得四散奔逃。速不台和哲别获胜后，迅速回师。

此战让成吉思汗摸清了摩诃末军的实力，遂决定正式发兵花剌子模。1219年农历四月，成吉思汗亲率四子和诸将远征花剌子模。到达花剌子模边界时，成吉思汗将大军分四路：次子察合台和三子窝阔台率一军围攻讹答剌城；长子术赤率右军北上围攻毡地及锡尔河上游诸地；部将刺赫、塔海等率左军南下攻打忽毡；成吉思汗本人与四子拖雷率军10万，西渡锡尔河，横穿基西尔库姆大沙漠，直插花剌子模心腹重城不花剌，截断了花剌子模与呼罗珊、伊拉克的联系，形成对花剌子模新都城撒马尔罕的合围之势。

1220年3月，成吉思汗率领的蒙古大军攻到了不花剌城下，摩诃末对不花剌非常重视，但任凭摩诃末再怎么抵抗，也不是蒙古骑兵的对手。成吉思汗率军攻入不花剌后，打开城内粮仓，士兵将装古兰经的木箱当作马槽子，经书也被扔得四处飞舞，喝酒狎妓更是不在话下，城中伊斯兰教首领、博士、学者等被驱赶着喂马。成吉思汗还把全体城民召集到广场训话，之后又攻取内城和屠戮城中人。

为阻挡蒙古骑兵，摩诃末精选十一万大军驻守都城撒马尔罕，其中还有象兵，同时加固城墙，深挖沟壑，他自认为撒马尔罕已经牢不可破了。但从战略层面的部署来看，摩诃末这种消极防御的做法，是不如成吉思汗积极进取效果好的，结果，当蒙古大军进入河中地区的消息传到撒马尔罕的时候，摩诃末已经六神无主了，为保性命他带着自己的一些亲信趁蒙古大军到来之前逃跑了。本来城中军兵就惧怕蒙古人，见国王都带头逃跑了，他们哪还有信心同蒙古人战斗，至此，更加注定了蒙古人的胜利。

但撒马尔罕毕竟是重兵把守的重镇，战前一些蒙古将领甚至认为“可能需要几年才能攻下该城”，成吉思汗也认为这是场攻坚战，他先派军扫清城池四周的敌人，成功剪除了其它能支援撒马尔罕的羽翼力量，最后集中全部兵力攻打撒马尔罕。这样，蒙军一边围困一边攻城消耗城内力量，很快城中就陷入了缺水的困境，守城军兵被迫打开城门，蒙古大军一哄而进。至此，成吉思汗只用8天时间就攻占了撒马尔罕。

再说摩诃末逃到阿姆河时，哲别的追兵就赶到了，为保护国王，摩诃末的儿子和诸将拼死抵抗，哲别初战不利。正当此时，速不台又率军赶到阿姆河对岸，向哲别了解了战况后，速不台命自己的士兵趁夜色每人点燃三种火炬，在河岸附近游动。摩诃末的士兵见状，以为是成吉思汗大军到来，吓得连夜就逃向巴里黑。

逃到巴里黑的摩诃末得知不花剌和撒马尔罕都被蒙古人攻下，吓得不知所措，赶忙继续向呼罗珊的另一座大城市你沙不儿逃跑。速不台吓走摩诃末，哪里肯放过他，继续追赶，穿过巴里黑直入呼罗珊奔向你沙不儿，继续追踪摩诃末。摩诃末四处逃窜，手下的王侯、贵族为求活命也开始自寻出路，后来，蒙古军擒获了摩诃末的母亲及后妃，长时间的紧张和惊吓，终于彻底击垮了这位国王，他得了肋膜炎。临终前，他把身边的几个儿子叫到跟前说：“非扎兰丁不足以光复邦国。”于是，他让儿子扎兰丁继承君位。在1220年12月，摩诃末死在了里海的一座名为额别思宽的小岛上。

扎兰丁辗转多地，最后在加兹尼招募集结了10万军队，并小胜蒙古军。但后来还是败给了速不台和哲别，逃入印度。1224年蒙古军退后，扎兰丁由印度回波斯，向阿拉伯阿巴斯王朝借兵，势力复振。1228年，察合台率蒙古军进至伊斯法汗，扎兰丁战败，单骑突围。1231年春，战败的扎兰丁往更西方的高加索地区逃窜，期间被杀死。其死亡原因有多种版本：一说是被自己部将所杀，另一说是被追击的蒙古军所杀。总之，至此花剌子模彻底灭亡。

花剌子模的灭亡是非常惨烈的，当时有许多城市被屠城，被集体屠杀的军民不计其数，还有许多原本繁荣富庶的城市，几乎被蒙古人夷为废墟。值得一提的是，最初引发蒙古大军攻打花剌子模的导火索，那位屠杀蒙古商队的海儿汗，在战争开始不久，就被察合台和窝阔台生擒交给成吉思汗，成吉思汗让人用熔化的银水灌入其耳朵和眼睛等处，以示惩罚其贪财杀戮的罪孽。