成吉思汗第一次进攻西夏归来后，便与大将木华黎、博尔术及长子术赤、次子察合台、三子窝阔台等人共商伐金大计。但众人皆认为金国国势强盛，不能轻率出兵，而且对其政治、经济、军事、地形等诸多情况都不甚了解。因此决定先弱后强，先扫清外围，铲除攻打金国的屏障——西夏。与此同时，正当夏桓宗准备部署兵力，修复被毁的城堡，并大赦境内，准备反击时，西夏国内发生政变，李安全废桓宗，自立为帝，称夏襄宗，并企图联合金国，共同对付蒙古。1207年，成吉思汗以西夏拒绝向蒙古纳贡称臣为由，趁襄宗即位不久，夏、金联盟尚未形成，亲自率领部将南下，开始第二次进攻西夏。蒙古军来到西夏边防重镇，位于狼山隘北口附近的翰罗孩城。成吉思汗首先展开攻心战，派被抓获的西夏牧民进城大肆宣扬：“若自动出城投降，则如朋友一般对待；如果据城反抗，等城攻破之后，必屠尽城中之人。”攻心战失败后，成吉思汗发令攻城。这是一场攻坚战，成吉思汗连续攻打了几个月不克。本来，蒙古骑兵擅于驰骋于蒙古草原之上，打运动战。而舍骑就步，架云梯，运炮石，却很少尝试。直至后来采用火攻，才得以攻陷翰罗孩城。除工匠外，城内百姓被屠杀殆尽。然后以此为据点，四处掳掠，后来因遭到西夏右厢诸路军的阻击，又加上部队长期在外作战，粮草匮乏，成吉思汗便下令将大批财宝及制造兵器和手工业品的工匠带回漠北，率师返回了蒙古草原。
经过一年多的休整，1209年秋高马肥之时，成吉思汗发动了第三次攻夏战争。
成吉思汗经过三次讨伐西夏，不仅掠夺了大量的奴隶、财物、骆驼、牛羊，获得了经济上的补给，而且迫使西夏献女求和，拆散了西夏和金朝的联盟，砍掉了金国的一条臂膀，解除了进攻金朝的后顾之忧。成吉思汗达到了进攻西夏的第一步战略目标，为南征金朝创造了充分的条件。
威震欧亚
从1207年到1211年，成吉思汉已招降了原先臣服西辽的畏兀儿、哈刺鲁和北方的吉利吉思部（在叶尼塞河上游地区）、秃麻部（在贝加尔湖西）。虽然秃麻部和吉利吉思部后来又起兵反抗，但在成吉思汗西征前都被平息。1218年，成吉思汗又派兵消灭了已窃夺西辽皇位的乃蛮太阳汗子屈出律，尽有西辽国土。这样，蒙古便与中亚强国花刺子模接壤。成吉思汗时期的西征，包括两个方面，一是灭花刺子模，一是侵入钦察草原，时间上几乎是并行的。
大约在公元1216年，有三个花刺子模商人带着织锦、布匹和其它物品到蒙古做生意。当时漠北道路畅通，蒙古贵族拥有大量从中原掠夺来的金银财物，而且蒙古人不善于经商，故而吸引了许多中亚商人前来贸易。成吉思汗为了获得境外货物，鼓励商人来往，颁布了一条札撒：对入境的商人一律发给凭照，凡是值得汗受纳的货物，应连同货主一起遣送给汗。三个花刺子模商人中有一个叫巴勒乞黑，他带的织品和其它物品被边境守卫看中，被送去见成吉思汗。巴勒乞黑漫天要价，成吉思汗很恼火，说：“这家伙是否以为我们这儿从前根本没来过这些东西？”便叫人把库藏打开给巴勒乞黑看，然后没收他的货物，拘留他本人。成吉思汗又派人把巴勒乞黑两个同伙找来，这两个人不敢再要价，只说他们的货物是要献给汗的。成吉思汗表示赞许，按合理的价格买下他们的货物，对巴勒乞黑也这样办了。等三个商人启程回国时，成吉思汗派使臣随同前往，给摩诃末送去信件和许多贵重礼物。同时，他让后妃、宗王、那颜们各选个把亲信，组成一支450人的商队，用500头骆驼满载金银货物，去花刺子模进行贸易。因蒙古人不善经商，这450人全是穆斯林。
公元1218年春，摩诃末在布哈拉（在今乌兹别克斯坦）接见蒙古使臣，使臣向他递交了成吉思汗的礼品和信件。信的内容，几种史书的记载不大一致，但基本意思相近，就是强调要友好通商。
摩诃末表示接受成吉思汗关于友好通商的建议，使臣平安地离开了花刺子模。其后不久，蒙古商队到达花刺子模边境城市讹答剌（在今哈萨克斯坦）。讹答剌守城官亦难出是摩诃末母后秃儿罕可敦的亲属，他觊觎商队财货，诬指商人为间谍，将他们扣押，然后报告摩诃末。摩诃末无视对成吉思汗使臣的约言，下令杀死商人，没收他们的财物。商队的一个骆驼夫侥幸免难，逃回蒙古，向成吉思汗报告了全部情况。
成吉思开闻报后怒不可遏决心西征花刺子模。他一面进行准备，一面又派布哈拉人伊本·哈福剌只和两个塔塔儿人为使者，去花刺子模责问摩诃末，要求摩诃末交出亦难出，否则即请备战。此时的成吉思汗与摩诃末都是久涉战场、屡屡获胜的统帅，双方锐气正炽，都想较量一下。
接着，摩诃末这边也进入战备状态。
公元1218年秋天，在克鲁伦河畔，蒙古士兵密集，紧张地做着战争准备。
公元1219年春，成吉思汗召开忽里台，对诸子及万户长、千户长、百户长进行了任命和分派，对自己的领导规则、札撒和古代习惯重新作了规定。这些都是西征的最后准备事项，临到出发前，他还指定了自己的继承人。
继承人问题，是皇后也遂可敦提出来的。因为这年成吉思汗已经57岁了，应该考虑这个问题，察合台说：“儿子们中我和术赤年纪最大，愿给父亲一齐出力。窝阔台为人敦厚，可听他管。”成吉思汗再问术赤，术赤表示同意让窝阔台当继承人，他和察合台一块出力。于是成吉思汗说：“你们二人不必在一块，天下地面辽阔无边，我让你们各守封国。你们说话要算数，不要让人耻笑。”然后又问了窝阔台和拖雷，他们也同意了。最后成吉思汗说：“哈撤儿、哈赤温、斡赤斤、别里古台4个弟弟的位子，在他们的子孙中各教一个人管。我的位子教一个儿子管。我说清楚了，不要违反。”
关于汗位由谁继承的问题，看起来算是明确了，但没有真正解决，术赤和拖雷并不服气。
成吉思汗以为，只要占领更多的地方能让儿孙们“各守封国”、冲突就可避免了。这次西征的目的决不限于向花刺子模复仇，而是为了扩大疆域，只要力所能及，便无休止地向前推进。
公元1219年夏，蒙古大军出发西征，越阿尔泰山。时虽盛暑，阿尔泰山上仍是冰雪覆盖，成吉思汗命军士凿冰前进，抵额尔齐斯河上游驻扎。在此他又一次派人通知摩诃末准备迎战。入秋，继续西行，至海押立（在今伊犁西、巴尔喀什湖东），哈刺鲁国王阿思兰、阿力麻里国王苏黑纳黑特勤、畏兀儿亦都护巴儿术各率本部兵前来从征。
当时蒙古军估计约20万人，花刺子模拥有军队约40万人，在数量上占有优势。但是，摩诃末把他的军队广布于锡尔河、费尔干纳要隘和河中各城，分散了兵力。成吉思汗从讹答剌方面进攻，由察合台、窝阔台指挥一军包围该城，另派术赤领一军沿锡尔河而下，攻取普格纳黑（在今哈萨克斯坦图门阿鲁克北）和毡的，阿刺黑那颜等率兵五千南下取别纳克忒（今乌兹别克斯坦塔什干南）和费尔干纳都城忽毡（今列宁纳巴德），成吉思汗本人和拖雷率主力往攻布哈拉。
察合台、窝阔台在讹答剌城下打得相当艰苦。守卫讹答剌的仍是亦难出，有兵五万，摩诃末又派哈刺察领兵一万增援，城墙完好，物资充足。亦难出自知是祸首，始终坚持战斗。过了五个月，讹答剌人处境绝望，哈刺察向亦难出建议献城投降，亦难出断然拒绝。哈剌察率部分士卒开门出逃，被蒙军生俘。蒙军从同一个门入城，亦难出带两万人退守内堡，拼死搏斗，历一月之久，给蒙军造成大量伤亡。蒙军攻入内堡，最后只剩亦难出单身一人，被蒙军擒获。察合台、窝阔台以对主不忠的罪名，杀了哈剌察及其同伴。亦难出被押送到撒马尔罕的郊区阔克撒莱，当着成吉思汗的面处死。蒙军在讹答剌大肆劫掠，把内堡和外城均夷为平地。大量平民被屠杀，幸免于难的工匠被掳去服役。
在普格纳黑，术赤先派早已归顺蒙古的回回商人哈散哈只入城劝降，不想被城内的人杀死。术赤怒火中烧，命士卒昼夜轮番攻城。连续攻打七天，破普格纳黑城，城内居民几乎被杀光。余下的事交给哈散哈只之子，让他去召集穷乡僻壤的残存者。术赤军继而攻占讹迹邗和巴耳赤邗，那里的百姓没有大的反抗，所以没有实行总屠杀。这些消息传到毡的，守将忽都鲁汗不等蒙军到来就带着军队逃跑了。术赤派成帖木儿为使者去见毡的居民，发现居民中有反抗情绪，便回去调动军队。由于居民实际上没有战斗准备，蒙军轻易进入城内。他们没有大量屠杀，但把居民驱至郊外九天九夜，自己则在城里搜索财物。接着蒙军又攻克养吉干（在今哈萨克斯坦卡札林斯克南），尽得锡尔河下游城市，术赤进驻哈剌忽木。
阿刺黑那颜的军队只打了3天就迫使费纳克忒守军投降。尽管如此，所有的降卒还是被杀害了，居民则依性别、职业和年龄的不同或分给千户、百户，或编入军籍，或配做劳役。然后蒙军进兵忽毡。忽毡守将帖木儿灭里勇敢多智，他在锡尔河中央筑有一座高大的城堡，率领千人驻守，巧妙地利用地形袭击蒙军。后来蒙古军不断增加，多达七万人，堡垒处境日渐困难。帖木儿灭里率部众乘舟南驶，沿岸蒙军不断攻击堵截，他们只好弃舟登岸。蒙军紧迫不舍，帖木儿灭里等边走边战，几天后人马伤亡殆尽，他只身逃往玉龙杰赤。
成吉思汗和拖雷的军队在去布哈拉途中先占领了匝儿讷黑和讷儿两城。两城居民都没有反抗，故而免于屠杀，但抄掠是必不可免的，城池也照例夷为平地。公元1220年2月，蒙军抵达布哈拉城下。布哈拉和撒马尔罕一样，是河中地区的核心。布哈拉是宗教、文化名城，城内建有宏伟的清真寺院，集中许多学者、教长。防守布哈拉的花剌子模士兵多是雇佣的突厥人，蒙古军一到，守将就率领部分士兵往阿姆河方向逃跑，被蒙军赶上消灭。次日布哈拉的教长、绅士代表居民献城投降，迎成吉思汗入城。当时内城尚有花剌子模守军，拒不投降，蒙军放火焚烧整个市区，又用火攻破内城。遇害者三万多人，成年男子一个不剩，妇女和儿童被掠为奴婢。已经投降的外城居民得免于难，但他们已一无所有。适合服役的男子被强征入军，往攻撒马尔罕，其他人逃往乡村。昔日繁华兴旺的布哈拉城，如今成了一片平坦空旷的原野。
成吉思汗在三月间到达撒马尔罕。这是河中第一大城，人口十万余户，其繁华程度又在布哈拉之上。摩诃末先已退至阿姆河以南。守城士兵也是新近招募的康里人，他们对花刺子模沙本无忠心，虽有数万之众，不想认真作战。城内居民对是否抵抗也犹豫不决，意见分岐。蒙军这边因察合台、窝阔台带兵来会，声势更加壮大，还驱迫从讹答剌、布哈拉等地强征来的丁壮参加攻围。战未数日，城内伊斯兰教的教长、司教和教法官们来到成吉思汗处献降。他们打开城门，让蒙军入城。城墙当天被平毁，居民被赶到城外，接着又是例行的大掠一番。教长、司教和教法官们及与他们有关的人则免于侵害，据说有五万人左右，三万多康里士兵全部被杀。成吉思汗下令将三万多有手艺的人分给诸子、族人，又挑选三万丁壮随军作战。被驱迫的丁壮编入“哈沙儿”（意近元朝的签军）队，蒙军作战时常把哈沙儿置于前列，故而伤亡很大，需不断补充。入夏以后，成吉思汗移驻那黑沙不（今乌兹别克斯坦哈尔希），委任契丹人耶律阿海等镇守撒马尔罕。撒马尔罕经此浩劫，人口只剩原来的四分之一，城市丘墟，田园荒芜，再难恢复昔日盛况。
摩诃末丢失河中有多方面原因。河中原非花剌子模本土，摩诃末攻占其地不过十年，也曾屠杀当地居民，居民自不会与他齐心。摩诃末拥兵不为不多，但将领多为他母后秃儿罕可敦亲属，他们是康里人，与摩诃末有矛盾，虽然其中有个别人勇于抗蒙，但多数不为摩诃末出力，这是不难理解的。奇怪的是摩诃末本人，他过去十多年在对外战争中每每是胜利者，因而志骄意满，敢捋成吉思汗虎须，但自从与蒙军初次接触以后，却变得心惊胆怯，惶惶不可终日。
