在宋朝年间北方的蒙古人连年征战，其中撒麻尔干战役就是一个例子。撒麻尔干原本是西辽国的首都，而这个城名是肥沃的城池的意思，是当时中亚地区的名城和文化中心，在很长的一段时期内被看作是中亚文化的发源地之一。后来摩诃末和屈出律瓜分西辽国后，河中的一带成为花剌子模的领地，所以撒麻尔干也成为花剌子模的首都了。
撒麻尔干的位置处于利水之上，北边是基吉尔库姆沙漠，南边是铁门关，南北边的再远一点分别是阿姆河和锡尔河，所以这里的地理位置相当好，在军事上的战略地位也十分重要。当时摩诃末为了抵抗蒙古军的进攻，准备展开生死决战，便修筑了浩大的防御工事，摩诃末命令阿尔泼汗统帅由康里和塔吉克等部族组成的十一万军队驻守。公元1220年5月，成吉思汗从不花剌率领军队向东推进，蒙古骑兵在五天后最先到达了撒麻耳干城下，成吉思汗则在库克撒来停了下来修筑军营，蒙古军队声势浩大。
当时成吉思汗计划兵分几路清除撒麻尔干外围的摩诃末军队，安排阿剌黑和毕速尔率领部分军队前往攻占铁门关和塔里寒，切断摩诃末军队的外援。当成吉思汗得知摩诃末已离开撒麻尔干后，立即派出哲别和速不台等将领率领三万名士兵追击摩诃末。随后蒙古军开始包围了撒麻尔干城，驻守城池的将领乘蒙古军还没形成包围圈，就打算先发制人，不过结果还是被蒙古军队设伏歼灭了。
摩诃末的军队看上去确实兵力充足，撒麻尔干城看似也是牢不可破的，但是摩诃末却没任何战胜蒙古军队的信心。当蒙古军队进入河中地区后，摩诃末却还知道问题的严重性，当得知蒙古军队逼近后就带上一部分亲信和军队逃跑了，使得整个城中还没作战的部队士气消沉。公元1220年6月5日蒙古军队开始包围了撒麻尔干城，此时摩诃末已经逃走，城中便像无头苍蝇般迷茫。在之前的数月作战中，蒙古军队从攻占的地区征收和夺得了大量军用物资，并且从各个被攻占的城池获得了大量的战俘，并组成了规模浩大的军队，给驻守城中的摩诃末军队给予了巨大的压力。
蒙古军队进攻撒麻尔干城两天后，摩诃末康里的军队本身就与蒙古同属一个民族，康里的军队就纷纷向蒙古军队投降。紧接着城内的宗教领袖也跑到成吉思汗军营里表示投降。不久之后撒麻尔干城内军民停止抵抗开城投降。蒙古军队便进入了城内，歼灭了内堡的守军。并且拆毁了城堡，填平了战壕，还屠杀了三万名投降的康里军队，只有很少人乘夜潜逃。这也想起了当时宋朝被蒙古军队灭亡后如出一辙，汉人被蒙古人疯狂屠杀，很多汉人精英与知识分子也难逃一劫。
撒麻耳干城陷后，成吉思汗便命令耶律阿海快速组建军政府，以降官巴克曷勒篾里克和牙剌瓦赤等人主收赋税，兼辖降长。还选取了三万多个工匠，分给蒙古各个军营，并采取抽壮丁的方式补充了蒙军的攻城部队。成吉思汗采取除翼孤首的战法攻占了撒麻尔干，并且保证了蒙古军队继续向纵深的发展。