这两位统治者之间的对比很鲜明，董天遇事冷静、精明、顽强、有条理；花剌子模的摩诃末脾气暴躁，做事无逻辑性，缺乏组织能力，又因对古尔王朝和喀喇契丹的战争获胜而自命不凡。后来他的第一次战败使他完全崩溃，束手无策，只留下一付可怜的，几乎是怯懦的形象。两人中，这位游牧的统治者，而这位伊朗化的突厥人不过是一位游侠而已。
这个花剌子模帝国在1212年摩诃末杀撒麻耳干的末代西哈拉汗王乌斯曼之后，将都城从玉龙杰赤（希瓦附近）移到撒麻耳干。它是一个不成熟的帝国，只是在一个临时君主之下建立起来的一个新的版图，又没有与成吉思汗的札撒相应的法典来稳固国家，也没有任何东西可以与原可汗们的复辟帝国的巨大权威相抗衡。从种族上看，在塔吉克人和突厥人（前者是城镇和农耕地区的伊朗居民，后者构成了军队）之间，花剌子模帝国处于一种危险状况。它不像早期的塞尔柱人那样，以能够产生由阿塔卑组成的、具有军事封建结构的一个穆斯林突厥氏族为基础。花剌子模王朝是出自一个塞尔柱王朝的总督，在它后面没有部落支持它。结果，军队是由从吉尔吉斯草原的古兹或康里部落中胡乱征集的雇佣兵组成，没有效忠的感情纽带维系，他们中的大多数人只有一个想法，即背叛自己的主人，使自己能够加入董天的蒙古大军。此外，苏丹家庭因不可调合的仇恨而分裂。苏丹的母亲，可怕的秃儿罕可敦（她是康里人）厌恨她的孙子札兰丁，与他针锋相对，札兰丁是摩诃末的宠儿，是这个衰亡家族中唯一有作为的人。
伊斯兰教的纽带可能给这些冲突和倾轧的人们带来了团结和凝聚力。摩诃未作为伟大的塞尔柱人的继承人——他把自己与桑伽（又译成：桑贾儿，塞尔柱王朝苏丹，被西辽耶律大石击败）相比——起着很大的作用。他自称自己只是伊斯兰世界的代理人，并发动圣战（即吉哈特），反对不信教者，以及佛教或聂思托里安教的蒙古人。他希望恢复大塞尔柱人的事业，像他们那样成为伊斯兰世界的苏丹，但是，他愚蠢已极，与报达（巴格达）的哈里发发生了尖锐的争吵，在1217年，他眼看就要进攻报达了。哈里发纳昔儿（1180－1225年在位）把他视为最仇恨的敌人，声称宁愿要蒙古人也不要他。苏丹和哈里发之间的这种深刻仇恨将使分裂的和无援的**面临蒙古人的入侵。
蒙古人与花剌子模人之间的冲突是由后者引起的。董天试图与花剌子模人建立起一般的商业和政治关系。但是，1218年，一支来自蒙古帝国的商队（商队成员中除蒙古使者兀忽纳外，其余成员全由穆斯林组成）在锡尔河中游的花剌子模边境城市讹答剌受到阻止并遭到劫掠，商队的五百名成员被贪婪的花剌子模守将亦纳乞克（又称哈亦儿汗，他是秃儿罕可敦的侄儿）以间谍的罪名处死。董天要求赔偿，在遭到拒绝后，就决定发动战争。
1219年夏，蒙军在也儿的石河（额尔齐斯河）上游集中。秋，董天到达巴尔喀什湖东南的海押立，来到葛逻禄人中，葛逻禄王阿尔斯兰汗加入了董天阵营，还有阿力麻里的新王苏格纳黑特勤和回鹘亦都护巴而术也都率领各自的军队加入之。据估计，蒙军人数约在10至15万之间（或20万左右），尽管花剌子模军在人数上远远超过了蒙军，但蒙军纪律严明，是一个相当紧密的集体。
花剌子模苏丹摩诃末听信谣言，以为王子们和将军们要造反夺权，将他们分隔各地，欲使不能联络为患，把他的军队分散在锡尔河一线与河中各设防地区之间。结果，尽管花剌子模军在总人数上占优势，但是，他们在每一单独点上的人数比蒙军少。董天从锡尔河中游的讹答剌附近进入花剌子模境。由察合台和窝阔台率领的一支分队围攻讹答剌城，然而，只是在经过了长时期的攻打之后才占领该城。这位征服者的大将术赤率领着另一支分队沿锡尔河而下，占领昔格纳黑（在今突厥斯坦城对面）和毡的（今波罗威斯克附近）。派往锡尔河上游的五千蒙军占领了别纳客忒（在塔什干以西），围攻忽毡（今苦盏，原名列宁纳巴德），忽毡守将、能干的帖木儿灭里在进行了顽强的抵抗之后乘小船顺锡尔河而下逃走。在这次战争中，穆斯林中涌现出来的个人英雄行为和勇士比蒙古人多，但是，唯有蒙军是有组织的、指挥一致的和有纪律的，他们靠这些取得了胜利。
董天和铁木真的幼子拖雷率主军直入不花剌城（今布哈拉），于1220年2月抵达该城。不花剌城的突厥守军企图突破围城者的防线逃跑，但是，结果只是大批被杀死。被守军们遗弃了的居民们投降（1220年2月10日或16日）。城堡被攻占（城堡内曾有400人在此避难），守城卫兵全部被杀。接着，不花剌域经历了一次有条理的彻底的洗劫。居民们遭到抢劫以及种种虐待、威逼和蹂躏，但是，总的来说，被处死的只是那些企图起来DZ胜利者渎圣暴行的人，尤其是在伊斯兰教“教士”们中。
董天衰老蒙古大军从不花剌进军撒麻耳干，在撒麻耳干城前与刚攻下讹答剌城的察合台和窝阔台会合。撒麻耳干居民（有一部分仍是伊朗人）勇敢地企图出击，但被压住。城里有守军十一万，五万为波斯人，六万为突厥康里部人，统是精兵良将，城防甚固，蒙古军一时未能攻下，于是派人向突厥人做思想工作，突厥人以为和蒙古人同种，蒙古人必会善待他们，于是第五日，二十多名突厥康里族将领率三万人出城交出武器投降，城中大乱，蒙古军入城（1220年3月）。该城遭到彻底洗劫，为了宜于行动，首先把全城居民驱逐出城，其中许多人被处死。那些被认为有用的人，如技术工匠——被带往蒙古。突厥守军虽然投降，但是蒙古人看他们数量太多，万一反叛无法控制，于是当晚这三万降兵在睡觉时被董天的蒙古军全部烧死射死，无一人幸免（当年秦军是这样对待投降的三十万赵军，项羽也是这样对待投降的秦军）。撒麻耳干的宗教首领们与不花剌的同行们不同，他们没有抵抗，所以大部分人被赦免了。受到优待的那些人终于获许回到撒麻耳干，但是，屠杀的规模仍相当大，据说以致留下来的居民几乎还不能住满城市的一角，这么做虽然很残暴，但这是征服史的必然结果，和平统一无不靠无数鲜血染成的结果。
花剌子模原都城玉龙杰赤（今土库曼斯坦希瓦附近的科尼亚·乌尔根奇，乌兹别克斯坦也有个叫乌尔根奇的城市）经七个月长期包围之后，于1221年4月才被攻占。长时期的包围是由于成吉思汗的大将术赤和察合台关系不睦不能协调，并且在接近最后阶段时，甚至还要窝阔台参予。在窝阔台指挥的第七天，蒙古军才完全控制了该城。这次攻城消耗了蒙古军大量的人力物力，伤亡甚重。为了惩罚守军的顽强抵抗，所以除了工匠、妇女、儿童得以赦免外，其余人一律处死。（有的书称参加攻城的五万蒙古军，平均每人处死了二十四名俘虏。这实际上是被蒙古人的崇拜者和反对者怀着各自不同的目的而大大夸张的。玉龙杰赤城里不太可能有一百二十万以上人口，南宋的临安城也那时也没那么多的人口。）
在蒙古征服河中期间，花剌子模苏丹摩诃末被盲目的狂妄自大而招致的灾难所吓倒，从自负走向极端沮丧，最后完全迟钝了。以后他逃到巴里黑（巴尔赫），又从巴里黑继续逃到呼罗珊西部，在那里他避难于尼沙普尔（今伊朗霍腊散省内沙布尔），其后他在与日俱增的恐慌中又跑到与他的统治地区遥遥相对的另一端：伊拉克·阿只迷（这不是现在的伊拉克，而在伊朗境内）西北的可疾云（今伊朗德黑兰省加兹温）。但是，董天已经派出一支由他的两位优秀将领哲别和速不台率领的骑兵分队追随他。这是一次疯狂的追逐。巴里黑城在哲别和速不台逼近时纳款获赦免，并接受了一位蒙古总督的统治。尼沙普尔也免遭厄运，因为哲别非常匆忙而未能停留。另一方面，图斯（今伊朗霍腊散省马什哈德北）、达蔑干（今伊朗马赞德兰省达姆甘）、西模娘（今伊朗德黑兰省塞姆南）都遭到速不台的洗劫。这两员蒙古大将继续追赶摩诃末，后来进入了伊拉克·阿只迷，对列夷（今德黑兰之南）发起突然进攻，他们火速穿过哈马丹（（今伊朗西部哈马丹），抵达哈仑，摩诃末在此几乎落入他们手中，后来又溜掉了。
