付出与收获关系可成正比。耶律楚材征行天下，自然是艰辛的付出，但他为自己找到了成功的动因和资本——信任。
成吉思汗十四年（1219年），蒙古军队在对自己的宗主国金国实施了一系列痛击之后，在军事上完全取得了主动，于是，除了仅用小股兵勇继续对中原金地蚕食鲸吞外，集中精锐之师，进行了有名的西征，攻打花剌子模国。
成吉思汗对西方的征讨，早在1204年就开始了。那时主要是征服西辽国，1218年，成吉思汗最终灭掉西辽，使之领地尽归了蒙古。在征西过程中，中亚大国花剌子模，曾与西辽结过盟，使蒙古与花剌子模两国结下冤恨。近来，花剌子模国王摩诃未又背信弃义，杀死了蒙古派出的使者和骆驼商队，两国又生新恨，这旧恨新仇加在一起，使成吉思汗发誓，非灭掉花剌子模国不可。
在西征开始的前一年春天，成吉思汗专程派人到燕京，召请耶律楚材随军西征。耶律楚材十分激动，认为这是对自己的一个锻炼机会。因此，他即刻收拾好琴剑书籍，慨然上路。从燕京到成吉思汗的军营，相距甚远，且路势险要。但所有这些，都未能阻止耶律楚材决心报答亲顾之恩、践平生壮志的宏心伟愿。他出居庸关，过雁北，穿阴山，越沙漠，经过一百余天的长途跋涉，最终如期到达了目的地。
成吉思汗西征出师的这一天，虽时值夏六月，却忽然狂风骤起，阴云密布，转瞬间大雪飘飘。成吉思汗有些疑惧，不知此为何兆。于是立即把耶律楚材召至帐前，卜问吉凶。耶律楚材绝非是庸俗的阴阳先生，他具有相当高的科学水平，他了解日月星辰运行规律，可以测知月蚀之期，可以修订历法。此刻，他没有简单地按大自然的规律去解释天象，而是以一位精明的政治策略家的思维，把对这种天象的解释添加上政治内容。他巧妙地利用包括成吉思汗在内的蒙古将士对天文、星象知识了解得很肤浅，又非常迷信的心理，以及蒙古军人对花剌子模国的行为义愤填膺、誓死雪耻的决心，毅然断言：“隆冬肃杀之气见于盛夏，这正是我主奉天申讨，克敌制胜的好兆头。”成吉思汗希望的就是这种吉相。于是发十万大军，离开也儿的失河（今额尔齐斯河），奔西南越过天山，向花剌子模国杀去。1222年，蒙古军占领了整个花剌子模和中亚，可谓兵锋西指，所向无敌。
此次西征大胜，成吉思汗认为与耶律楚材的卜吉有关。从此，凡他出战，总是必须有耶律楚材随侍身旁，预测吉凶成败，参赞军政大事。耶律楚材也正是利用这种机会，运用自己的文韬武略，发表自己的真知灼见。
成吉思汗这个十分骁勇的“一代天骄”面对西征的赫赫战果，自然是崇武轻文。耶律楚材也明白这一点，意欲以文治国，那就应该不失时机地利用每一个“舞文弄墨”的机会，向君主灌输创治天下，绝不可轻视文士作用的道理。西夏人常八斤因擅造弓弩而受成吉思汗的重用，这更增添了这位武夫的自恃。他不把文臣放在眼里，常常当着耶律楚材的面嘲讽说：“国家正是用武之际，像你这样的儒者，到底有何用处？”耶律楚材当仁不让，针锋直指地回敬他：“制弓须用弓匠，治天下者岂不用治天下匠？”这机智的词锋，巧妙的辩难，引起了成吉思汗内心的深思，是啊，光靠武士虽然可以夺得天下，然而“治天下”时还真得依靠“治天下匠”不可。成吉思汗内心折服。此后，他便常对其子窝阔台说：“此人（指楚材）是天赐我家，尔后军国庶政，当悉委他处置。”
在进军花剌子模国过程中，耶律楚材曾力主并负责在塔刺思城（在西辽都城虎思窝鲁朵西）屯田。这个地方是中西交通的要道，且土地肥饶，经济昌盛。这一恢复发展后方社会经济之举，对于只知道打仗、掠夺财富的蒙古军事贵族来说，从军事活动转变到恢复发展社会经济，意义重大。蒙古军也正是以此为基础继续西进的。
1223年夏天，成吉思汗回师驻军铁门关。据说当地人送来一只怪兽，独角，身形似鹿，尾巴同马，深身绿色，嘶鸣声咿唔又似人言。成吉思汗感到惊奇，询问耶律楚材。耶律楚材便从此次西征军事、政治目的均已达到，应尽快结束战事的大前提出发，依据古书上的介绍，借题发挥说：“这种兽名叫角端，它的出现表示吉祥。它能作人言，厌恶生杀害命。刚才的叫意是大汗你应该早点回国了。皇帝是上天的长子，天下的老百姓都是皇帝的儿子，愿大汗秉承上天的旨意，保全天下老百姓。”成吉思汗听罢，立刻决定结束此次西征，班师回国。
1224年，成吉思汗仍取道原来的路线返回。在成吉思汗西征之前，曾向西夏征发军队帮助西征，西夏拒不出兵，成吉思汗当时无暇征伐西夏，发誓日后一定要给予惩戒。当西征归途中，又获悉西夏与金国缔结和约，无疑等于火上浇油，成吉思汗立即决定征讨西夏。1226年秋，成吉思汗开始了对西夏的征讨。蒙古军很快就攻克了甘州（张掖）、凉州（武威）、肃州（酒泉），当年冬天，攻克灵州（今宁夏灵武县）。灵州之战，西夏主力消耗殆尽，城陷后，西夏的首都中兴府已成了空架子。1227年6月，夏主请降，西夏至此灭之。在攻打灵州这个西夏的军事重镇时，破城之后，蒙军众将士，无不抢掠女子、财物，独有耶律楚材却取书数部，大黄药材数担。同僚们对他的行为甚是不解。不久，兵士们因历夏经冬，风餐露宿，多得疫病，幸得耶律楚材用大黄配制的药材救命，所活至万人。这件事再一次证明耶律楚材慧眼独具，见识广远。
耶律楚材随成吉思汗九年，其间战争时间达七年之久。戎马倥偬，驰骋异域的环境，使得耶律楚材难以展尽自己的全部才华，英雄无用武之地的冷落感，萌生在他的思想深处。然而，他坚信，实现美好的愿望，以儒术佐政兴国的一天，终会来到的。
