Вопрос о преемнике был временно решён. Но у Чингисхана были на этот счёт и другие соображения. «Мать Земля велика, — объявил он сыновьям, — на ней много рек и озёр. Я разделю державу так, что у каждого из вас будет своя земля, а у ваших племён — свои пастбища».
Теперь армия Чингисхана могла отправляться на завоевание земель ислама.
Суверен выступил в поход с четырьмя сыновьями и лучшими военачальниками — Субэдэем, Тохучаром и Джэбэ, который командовал передовыми отрядами. Чингисхан также взял с собой — чего прежде никогда не бывало — одну из своих жён — Кулан, о которой говорили, что это была женщина большого обаяния и что она завоевала сердце своего господина. Решение хана подтверждает такую её характеристику, равно как и позволяет предположить, что Кулан имела случай настроить мужа против Есул.
Хорезмшах Мухаммад совершил одну большую ошибку. Он рассредоточил свои силы по огромной территории. Часть его армии находилась в самом Хорезме, то есть в районе Хивы и Ургенча к югу от Аральского моря. Другая часть сконцентрировалась в Самарканде и Бухаре. Ещё одна была размещена на границах империи — в Фергане и по реке Сырдарье. Против мощного монгольского тарана шах оказался в позиции слабости. Когда его войска, в совокупности численно превосходившие монгольские, столкнутся с пришельцами, то в каждом локальном противостоянии будут им в численности уступать.
В 1219 году, когда монголы готовились к вторжению в Переднюю Азию, они располагали, по крайней мере в нескольких армейских корпусах, военной техникой. Во время войны в Китае они захватили осадные орудия и, главное, набрали военных инженеров китайцев и киданей, которых можно было использовать или заставить передать свой опыт кочевникам. Начиная с XI века китайцы изготавливали орудия, в которых применялся порох. Речь идёт не о мортирах, применение которых началось не ранее 1280 года, но о трубах, стрелявших дымовыми бомбами, которые, выпуская клубы дыма, приводили противника в замешательство.
Монголы использовали также более древние, по меньшей мере тысячелетней давности, орудия: осадные катапульты на массивных лафетах, способные метать длинные стрелы «на 200 больших шагов»; камнемёты, забрасывавшие камни на большие расстояния; осадные башни на колёсах
Первой целью монголов был город Отрар, окружённый высокими стенами. Управлял им Инальчик Кадир-хан — тот самый, что распорядился убить посланника Чингисхана. Зная, что в случае пленения ему не избежать казни, он во главе осаждённого гарнизона сопротивлялся из последних сил. Персидские летописи сообщают, что осада города, начатая в сентябре 1219 года, продолжалась больше месяца, и, когда он был взят, градоправитель вместе с остатками гарнизона засел в цитадели. Когда у него кончились даже стрелы, Инальчик стал собирать кирпичи, чтобы метать их в осаждавших. Его захватили живым и, связав руки и ноги кожаными ремнями, привели к Чингисхану, который назначил для него особую, показательную пытку, по-видимому, практиковавшуюся у монголов: ему залили расплавленным серебром уши и глаза.
Другой армейский корпус, которым командовал Джучи, двигаясь по левому берегу Сырдарьи, дошёл до Хорезма и начал осаду крепости Сугнак. Как обычно, монголы потребовали от её защитников безоговорочной сдачи. Противник отказался, и конница Джучи начала яростный штурм, который продолжался в течение недели. Овладев наконец городом, монголы перерезали всех его жителей. Следующим на очереди был город Дженд на берегу Сырдарьи к северу от пустыни Кызылкум.
Тем временем отряды конницы под командованием Алак-нойона атаковали Бенакет к северу от Ходженда и к западу от Ташкента. Тюркские наёмники, оборонявшие его стены, сражались три дня, после чего согласились сдаться. Но, войдя в город, монголы перебили весь гарнизон. А всех жителей, по своему обыкновению, собрали в одном месте, после чего произвели отбор. Ремесленников частью распределили между боевыми отрядами, частью согнали в лагерь, чтобы отослать в Монголию. Женщин поделили между кланами. Остальных рассеяли по войскам, чтобы использовать в качестве заложников или живого щита между осаждающими и осаждёнными.