成吉思汗因為派去花拉子模的商團被海爾汗所搶，謊報蘇丹摩訶末說是蒙古奸細，成吉思汗暴怒準備西征，蘇丹分散了兵力駐守各城，鐵木真分而攻之，蘇丹一路西逃。
鐵木真包圍撒麻耳干時，摩訶末蘇丹的將領和臣子開始主動投降過來，蒙古哨兵也不斷擒獲一些俘虜，據他們說：花剌子模沙摩訶末從撒麻耳幹逃跑後，已經渡過阿姆河，“把他的大部軍隊及近衛軍的將領分散到各村落和鄉間；他身邊只留下少數人”。當時他“驚惶失措，猶豫不決，沒有一刻寧靜”。
成吉思汗宣佈：“必須趕在人馬聚集在蘇丹身旁、各地勤王的貴族援助他之前，把他解決掉，把他消滅乾淨。”於是他派者別率一萬軍隊做頭哨，速不臺率一萬軍隊做後衛，又派脫忽察兒率一萬人繼進，分兵三路追擊花剌子模沙。這三萬軍隊是從他身邊的軍隊中按比例挑選的，“他們個個都敵得過一千名蘇丹的軍隊，猶如狼入羊群、熱炭燒枯柴”。
為了保證追擊的勝利，成吉思汗釋出了一道作戰訓令：“朕命你們去追擊花剌子模沙算端，直到將他們追上為止，如果他帶領軍隊來攻打你們，你們無力抵抗，可馬上向我報告，如果他力量不大，可與他對敵！因為我們不斷接到訊息說，他怯弱、害怕、心驚膽戰，他一定敵不過你們。我為你們向偉大的主的威力祝告，你們不擒獲他不要回來。如果他被你們打垮後，帶著幾個人躲進陡山、狹洞裡，或者像‘必裡’（伊朗神話中犯罪的天使）般地躲過人眼，你們要像強風似地吹進他的國土上去；歸順者可予獎勵，發給（保護）文書，（為他們指派）長官；流露出不屈服和反抗情緒者一律消滅掉！”
根據成吉思汗的命令，者別、速不臺像獵犬一樣咬住自己的獵物不放，即使其躲入山林、逃入海島，也要像疾風閃電般追上去。躲入山林的禿兒罕王后被迫投降了，逃往海島的摩訶末國王悲慘地死去了。這是歷史對他們無情的懲罰！但“城頭失火，殃及池魚”，其治下的人民也因此落入了滅頂之災！
摩訶末渡過阿姆河後，暫時駐軍阿姆河西南岸，開會研究今後的作戰方略，等待探事人員回報不花剌、撒麻耳乾的訊息。當時一些花剌子模宿將曾建議說：河中地區已無法挽救，應以全力防守呼羅珊、伊拉克，召集各處之兵，合成一軍，並盡徵回教徒入伍，共同據守阿姆河一線。
但也有人主張將軍隊退到哥疾寧，糾集諸軍以抗韃靼，如形勢不利，可以一直跑到印度。摩訶末同意了第二個比較軟弱的意見，並按照這個主意來到了巴里黑。這時，又有人邀請摩訶末到伊拉克去，將伊拉克的軍隊召集起來，然後再考慮下一步的措施。摩訶末之子札蘭丁對於這兩種退兵策略都不以為然，再次向摩訶末建議說：“對我們說來，最好的出路是——把軍隊召集起來，去攻打他們蒙古人，因為這一點完全辦得到。
如果蘇丹不打算這麼辦，要到伊拉克去，那末請把軍隊交給我，讓我到邊疆上去奪取勝利，去實現這項可能做到的事，讓我們在造物主和他的造物面前表白一下。在我們所考慮的事取得成功之前，我們不應成為眾矢之的受人譴責，不應讓人們用惡毒的話加到我們頭上，說什麼：他們以前向我們索取賦稅和‘哈剌只’，如今（大難）臨頭，卻不管我們，把我們拋開了！”
他將這些話反覆申述多次，竭力堅持自己所提出的計劃。但由於摩訶末心慌意亂、萬分恐懼，竟將札蘭丁的見解視做兒戲，斥責他年幼無知，說什麼目前福星已經隕落，幹什麼也不中用了：“吉凶有定，災禍之來，誰能抗之？不如待天象有利於我之時。”蘇凡的懦弱加快了自己的滅亡。
當摩訶末停留於阿姆河西南岸、舉棋未定時，蒙古驍將者別已經率領第一支追擊部隊，從般札卜渡過了阿姆河。“他們一溜煙（似）地急進，追索和搜尋算端，像從山頭湧入河谷的洪水”。者別軍很快衝到花剌子模沙駐地，摩訶末的諸子及諸將為了保護自己的君父，奮起抵抗，者別初戰不利。這時，天色慢慢黑下來了，速不臺率領的第二支追擊部隊也已到達阿姆河對岸。速不臺下令軍中，每人點燃三支火炬，來往於阿姆河岸邊。花剌子模人以為成吉思汗的大軍已經趕到，害怕被蒙軍俘獲，這才連夜向巴里黑逃竄。
摩訶末逃到巴里黑後，派出一支偵察部隊到般札卜一帶去偵探敵情。不久，不花剌陷落、撒麻耳幹投降的訊息傳到巴里黑，摩訶末手足無措，不知如何應付。他對著自己的領地接連喊了四次“安拉萬歲”！便準備繼續逃跑。
當時，“他母親的親族、一群突厥兀剌尼人跟隨他同行，他們想將他殺死。其中有一個人將這事報告了蘇丹。夜裡，蘇丹離開自己的帳幕，換了個睡處。黎明時人們看到帳幕的氈子已經被箭射穿了”。面對著亡國滅種的危機，花剌子模君臣不是團結一致，共同對敵，而是自相殘殺，爭權奪利，這隻能進一步削弱抗戰的力量。“因此，算端愈來愈提心吊膽，暗地裡愈來愈恐怖”。於他重新組織了一批可靠的護衛人員，也來不及追查突厥人的謀殺陰謀就趕緊離開巴里黑，向呼羅珊的另一大城市、今伊朗境內的你沙不兒（內沙不兒）逃竄。“他每到一個地方，先進行恫嚇、威脅，然後就命令人們為城砦、保（堡）寨建築防禦工事，因此（人們的恐怖）擴大了一千倍。算端來到你沙不兒後，為驅除命運的陰影，（終日）縱酒取樂”。
摩訶末逃走後，速不臺下令蒙軍橫渡阿姆河。據說當時阿姆河上沒有橋樑，渡船也被花剌子模軍鑿沉，但蒙軍人人有一個用牛皮做成的皮筏，軍械衣物裝在筏中，緊繫筏口滴水不進。他們身坐筏上，手握馬尾，隨以泳水，舉軍截流而渡。者別、速不臺從此長驅直入呼羅珊。阿姆河防線輕而易舉地被蒙軍突破了。
者別、速不臺首先抵達巴里黑，城內的紳士們深受摩訶末畏敵怯戰情緒的影響，為了保護自己的身家性命，主動向蒙軍投誠。他們派出代表去迎接蒙軍，向他們進獻食品和錢幣。根據“歸順者可予獎勵”的原則，蒙古人沒有傷害他們，只給他們派了一名沙黑納，負責管理這座城市。然後，蒙古人從他們中間找了一名嚮導，派一名將領做先鋒，繼續跟蹤追擊摩訶末。
蒙軍進至咱維縣，即今阿富汗東侯臘散的託巴特黑達裡。他們要求城民供應糧草，但是城內的百姓關閉了城門，不理睬他們，拒絕供給任何東西。蒙軍急於追擊摩訶末，沒有在那裡停留，馳馬而去。咱維人見蒙軍已經走遠，就在城頭擂起大小戰鼓，破口大罵。“（蒙古人）目睹（這一）不敬之舉，便返回來，將（雲）梯架到城（牆）上，在第三天登上城牆，（將城）攻了下來，將找到的城民全部屠殺掉”。
因為他們不便久留，也不能攜帶過多的物品，於是搶走了一些必用的輕便的物品，把其他不便攜帶的東西全部放火燒燬、破壞乾淨。在這裡，他們也忠實地執行了成吉思汗的訓令：對那些“流露出不屈服和反抗情緒者一律消滅掉”！“這次交鋒和殺戮，好像預示一場天降大禍，命定的災害。因這聲響動，一個大地震搖撼了呼羅珊，聽見這前所未聞的暴行，人們恐怖失色”。為了使各地的人民瞭解成吉思汗這一政策，蒙軍還“分遣使者至諸城諭告成吉思汗將率大兵至，若拒不降，將蒙最大不幸。其降者則置一帶印之蒙古守將以鎮之”。
蒙軍日益逼近的訊息很快傳到你沙不兒，摩訶末藉口要外出打獵，企圖離開你沙不兒，向伊拉克進發。但突然有人向他報告，敵軍來了，於是他又撤銷了去伊拉克的決定，回到了可疾雲。當天，他首先將嬪妃、子女和母親送到了哈倫堡，同伊拉克大臣們舉行了對付敵人的會議。有人認為當時最好的出路是躲到附近的一座深山去，摩訶末立即巡視了這座山嶺，認為“這個地方不是我們的藏身之所”。有人建議離開這裡，躲到另外一座根本無法透過的深山去，因為“那裡很富裕，我們（可以）拿它作為避難之所”，而且可以從周圍地區“召集起十萬步兵”，蒙古人來了還可以與他們廝殺。摩訶末認為這個主意也不足取，他主張先停留在可疾雲，派遣急使到附近地區去把軍隊召集來。
與此同時，1220年五月，者別和速不臺的先頭部隊進至你沙不兒城下，他們責令守城軍民開城出降，城民請求等捉住國王后再投降，可以先饋送軍糧。蒙軍得到軍糧後就離開了，從此一連幾天都有蒙古軍隊經過，同樣得到了城民的供給。六月五日，者別與速不臺進抵你沙不兒，他們遣使到當地的權貴——呼羅珊宰相和其他大臣處，向他們招降，要求他們服從成吉思汗的命令，同時向他們索取飼料和行軍給養。你沙不兒的權貴們派出三個人攜帶著酒席和其他禮物一起去進見者別等人，表示只同意供給飼料、給養。“者別向他們提出警告，叫他們不要對抗火和水：‘蒙古軍到來時，他們（必須）立即隆重地迎接（他們），你們休想憑藉堅固的城牆、人數眾多和武器來保護你們的家室。’”同時將蓋有紅印的畏兀兒公文和成吉思汗詔敕的副本發給他們，其大意如下：“敕諭異密、大臣和諸臣民，萬能的主已將起自日出之地、直到日落之地為止的全部地區賜給了我們。凡降順者，本人及其妻子、兒女、親信都可得到赦免，而不投降的反抗者，將連同妻子、兒女、族人、近親一起殺死！”然後他們離開你沙不兒，者別與速不臺分兵兩路去尋找摩訶末的下落。
當時，有許多回教和異教的軍人以及企圖趁火打劫的人們自動參加了這兩支蒙古軍隊，為蒙軍充當嚮導，跟蹤追擊花剌子模沙，因此蒙軍進軍十分迅速。速不臺經札木至徒思，兵臨答木罕、西模娘，最後到達著名的剌夷城。“每到一地，凡出降迎接（大軍）者，獲得了赦免；抵抗者全部殲滅。徒思到訥堅間東部村鎮及那個方向上的全部地區降順（蒙古軍）獲得了赦免。徒思城民進行了頑抗，因此，蒙古軍對這個地區大肆殺掠”。當他們到達哈不傷時，只是由於速不臺對當地居民沒有好感，於是他就下令大屠殺。
“就這樣，（蒙古人）每到一地，不停歇地用暴力掠奪糧食、衣服，然後（向前）開進。他們日夜進軍，得到算端的訊息就追上去。他們路過繁華地區時，就將找到的良馬和好牲畜驅走。呼羅珊有許多攻不破的地方和堅固的城市，都被他們放過了，因為他們面臨著一件大事辦”。
當者別、速不臺分兵追擊時，摩訶末之子及其他王侯、大臣已在可疾雲城組織了三萬伊拉克部隊，摩訶末決定堅守伊拉克。不久，剌夷城被攻破的訊息突然傳來了，跟隨摩訶末的王侯、貴人們害怕與蒙軍交鋒，他們有的逃回自己的領地，有的則逃奔四方，自尋出路。臨時收的軍隊也逃散過半。摩訶末無可奈何，只好帶著諸子和親信跑到可疾雲西面的哈倫堡去避難。“他在路上遇到了蒙古軍隊。由於蒙古軍隊是一隊隊陸陸續續開來的，他們沒有認出算端的隊伍，（只把它當成一支普通的花剌子模部隊），他們射過箭來，射傷了算端的馱載重物的馬。算端（急）馳之下才逃出了死亡的深淵。他到了哈倫，在那裡停留了一天，向異密們要了幾匹馬，在嚮導帶領下向報達進發。蒙古軍立即（追）來了。他們起先認為算端在堡中，便發動大戰，（後來）得知算端已走，就向他追去”。
後來，摩訶末又折了回來，在黑海南岸的吉里陽停留了七天，然後進入了禡拶答而地區。“不管在什麼地方，他還沒住夠一天，蒙古軍就追上來了。他同當地掌大權和特別可靠的禡拶答而權貴們進行了商議。他們都認為（算端的）唯一出路是到額別思寬的一個島上去躲上一段時期”。他在岸邊的一個村莊逗留了幾天，每天都到禮拜寺去，做五次祈禱，讓教長為他誦《古蘭經》。他哭哭啼啼地對上帝發誓說：“將來如能光復舊物，必使國內悉遵正義而行。”不久，摩訶末躲到裡海的一個島上，在乘船離岸時，摩訶末不斷長吁短嘆，說：“君臨之國不少，乃無數吋之土可作墳墓。”他在那個島上住了一段時間，後來，為了預防走漏訊息，又秘密地轉移到另一個島上。
就在摩訶末在裡海的小島上進行轉移之時，者別與速不臺已在剌夷會師。禡拶答而有一個小國，摩訶末征服這一帶時曾殺死國王的從父從兄。這個國王對摩訶末懷恨在心，希望藉助蒙軍的力量恢復故國，報父兄之仇，因此很快投降了蒙軍，將蒙軍領到裡海岸邊。者別率軍進行搜捕，卻沒有找到摩訶末的下落。於是他回軍包圍了摩訶末的嬪妃和母親避難的哈倫堡。哈倫堡所在的山中本來多霧多雨，得水比較容易，因此居民沒有蓄水備旱的習慣。但當這座城堡被圍時，幾個月都沒有下雨，守兵水源斷絕，被迫向蒙軍求降。禿兒罕哈敦及摩訶末的嬪妃都做了俘虜，者別派人將他們送給成吉思汗。成吉思汗下令殺死摩訶末的幾個幼子，將他的幾個女兒賜給了察合臺等人，禿兒罕哈敦後來被成吉思汗帶回了蒙古草原，直到1233年才死於和林。
哈倫堡陷落的訊息很快傳到摩訶末耳中，“他得知其嬪妃遭受凌辱、兒子喪命劍下，賢淑的后妃在異族的政權下成了俘虜，遂神智錯亂、惘然若失，明朗的世界在他眼裡變得一片昏暗”。不久他得了肋膜炎，重病在身。臨死前，他把幾個兒子叫到面前，廢掉了根據禿兒罕哈敦意圖確立的太子斡羅剌黑，說：“非札蘭丁不足以光復故國。”命札蘭丁繼承君位，並親自將佩刀系在札蘭丁腰上，命諸子發誓，保證今後守忠不貳。1220年十二月，摩訶末就在裡海的那個小島上死去了，倉促之間沒有衣服裝殮，只用他的襯衫包裹了一下就埋葬了。“此滅國不少、斥地甚廣君主之結局，如斯而已”。西方史學家對摩訶末譭譽不一，有的說：“摩訶末處危難之時，畏敵甚，而又篤信星者之說，遂致一籌莫展。且不應以其怯敵之意流露於外，致使軍民志氣消沉。當敵人任其喘息之時，則以娛樂為事。聞摩訶末未走伊拉克以前，留居你沙不兒之三星期中，全以其光陰消磨於宴歡樂舞諸事。左右盡娛樂之人，此州官吏竟委棄政務，而專為之覓求舞人歌妓。”有的史家則說：“摩訶末博識，尤精通法學，喜接學者律師教師而厚待之。其為人勤勞，不嗜奢華遊樂，關心國事，為人民謀幸福。”另有一些史家認為：摩訶末“勤勵果敢，惟野心勃勃，致使其常為不義，而嗜殺人”。多桑認為：“諸史家之譭譽雖不一致，然摩訶末當蒙古兵侵入時之怯敵行為，實無以自解也。”本人認為，面對著蒙軍的進攻和追擊，摩訶末國王拒絕了集中兵力決戰的正確建議，採取了分兵把關、城自為戰的被動挨打的戰略。放棄首都，放棄天險，放棄一路上所有的城堡，祈靈於神靈與天意，只知率眾逃跑，從未組織過一次像樣的抵抗。由這樣一個人充當抗戰時的領袖，這個國家焉能不亡國滅種、生民塗炭呢？摩訶末本人被困死荒島，幼子被殺，嬪妃、母后被擄，這也是罪有應得，是歷史對他的無情懲罰！
