地派兵增援，在蒙古军队的强大攻势威逼下，帖木尔灭里乘船向锡尔河下游撤退。得知蒙古军已经组织兵力阻截后，他舍舟登陆，边战边退，部众损失殆尽，他只身逃往玉龙杰赤，会见算端。蒙古军攻下忽毡，进而占领费尔干那地区。
成吉思汗和拖雷率领蒙古军主力渡过锡尔河进军河中。他们派遣穆斯林使者先进入沿途城镇、堡寨劝降，对主动归降的城镇，或将其青壮年编入军队从征，或令其依原来的标准向蒙古军缴纳贡赋，而城中居民们的财富，则照例被蒙古军队抄掠一空。1220年3月，成吉思汗抵达不花剌。守将率领部分军队逃走，被蒙古军尾追击败。城中教长、绅士献城投降。成吉思汗入城，在清真寺举行了庆功宴会，蒙古军打开仓库，用谷物喂马，将古兰经从箱子里倒出，用装经书的箱子作马槽，伊斯兰教的首领、学者博士、贵族在蒙古的监督下为蒙古军将看管马匹。宴会后出城，令百姓聚集在城外，成吉思汗向他们宣布了算端的罪行，称自己是“上帝之鞭”，是上帝以此降罪于该国之人。他们要求城中的富人交出他们埋藏于地下的财富，而地上的财富则可由军队自取。由于内城仍有军民坚守，蒙古军在掠夺、勒索后，纵火焚烧了人民的房屋，以孤立内城守军，然后又驱赶不花剌人攻打内堡