Как и другие вассалы Санджара, хорезмшах Атсыз, будучи владыкой Хорезма и земель, пограничных с «неверными» кочевыми тюрками, был обязан постоянно совершать на них набеги, но только с согласия или по приказу сюзерена. Самостоятельные шаги в данном случае не допускались. Однако хорезмшах нарушил этот приказ и для увеличения своего влияния и территории он начал войну с кыпчаками и огузами, не испросив на то разрешения султана Санджара. Он захватил земли подвластных сельджукам тюрок по нижнему течению Сырдарьи, включая город Дженд, и продвинулся на север, присоединив к своим владениям Мангышлак. Это было, по существу, первое независимое действие Атсыза по отношению к его сюзерену Санджару.
Когда султан Санджар узнал о своеволии хорезмшаха Атсыза, он решил проучить непослушного владыку и в октябре 1138 г. двинул свои войска на Хорезм. Он не мог поступить по-другому, иначе для других вассалов – Караханидов и Газневидов – это был бы повод для независимых действий.
Битва произошла 15 ноября 1138 г. у стен крепости Хазарасп. Хорезмское войско, состоящее частью из неверных тюрков, потерпело полное поражение и потеряло 10 тыс. человек убитыми, ранеными и взятыми в плен, хорезмшах бежал. Однако вскоре Атсыз вернулся в Хорезм, изъявив покорность Санджару, и был прощен.
Не прошло и нескольких месяцев, как Атсыз начал новый поход во владения Санджара. В 1139 г. хорезмшах напал на Бухару, овладел ею, казнил вали Санджара, разрушил цитадель и стены города. Этот поход и захват Бухары были предприняты хорезмшахом Атсызом в отместку за поход Санджара на Хорезм и убийство сына.
Тем временем в Мавераннахре появилась новая грозная сила в лице каракитаев, которые начали в это время планомерное продвижение в Мавераннахр, поэтому Санджар не принял никаких карательных мер против хорезмшаха. Со своей стороны хорезмшах в тревоге за владения решил вернуться к повиновению султану Санджару и в мае 1141 г. присягнул ему.
Но после Катаванского сражения и бегства султана в Термез хорезмшах нарушил обещание, перешел Амударью, овладел Серахсом и разграбил Мерв. В Хорезм были увезены все ученые, а заодно и казна султана Санджара.
В 1143 г. Санджар восстановил свою власть в Мерве, вторгся в пределы Хорезма и блокировал его столицу – Ургенч. Осада вынудила Атсыза пойти на мирные переговоры с Санджаром. Хорезм подчинился султану и вернул ему сокровища казны, захваченные в Мерве.
В 1147 г. состоялся третий поход сельджукской армии на Хорезм. Причиной послужило раскрытие замысла Атсыза убить Санджара руками исмаилитов.
Военная кампания 1147 г. закончилась поражением Атсыза, изъявившего снова покорность сельджукскому султану, и тот великодушно простил. Тем не менее Атсыз не желал примириться с зависимым положением и фактически вел себя как суверенный правитель.
Во второй половине 40-х – начале 50-х гг. XII в., после каракитайского нашествия, в Центральной Азии создалась сложная обстановка. Атсыз вынужден был косвенно признать зависимость от Гур-хана и выплачивать ежегодную дань в 30 тыс. динаров.
Отношения между Хорезмом и сельджуками были скорее молчаливым признанием наступившего равновесия сил, чем следствием их мирной политики.
В апреле 1152 г. хорезмшах Атсыз завоевывает Дженд. Никакой реакции или протеста по поводу захвата Дженда, а затем Мангышлака со стороны султана Санджара не последовало, и он не изменил своего отношения к хорезмшаху, хотя все действия последнего были направлены против владычества сельджуков на востоке.
Весной следующего года в Хорасане снова произошли события, благоприятные для планов Атсыза. Стремление Санджара подчинить кочевников-огузов власти персидских чиновников и сборщиков податей имело гибельные последствия для самого султана. Предводители огузов разбили его войско и взяли в плен самого государя.
Огузы подвергли страшному разграблению несколько городов Хорасана, среди них Мерв и Нишапур. На этот раз Атсыз не воспользовался несчастьем султана для того, чтобы провозгласить свою независимость, а выступил в качестве защитника законной власти.
Бегство султана Санджара из плена оказалось для огузов неожиданным и заставило их прекратить грабительские набеги и разорение городов и селений Хорасана. В этом не последнюю роль сыграли предостерегающие письма хорезмшаха Атсыза, которые он посылал огузским предводителям.
9 мая 1157 г. умер великий сельджукский султан Санджар. С его смертью прекратилось господство сельджуков в Мавераннахре. Но за десять месяцев до смерти Санджара (30 июля 1156 г.) умер его неугомонный вассал хорезмшах Атсыз. Под конец своей жизни Атсыз имел право сказать, что он не только решил проблему независимости Хорезма, но и положил начало новому сильному государству на востоке мусульманского мира.
Созданное хорезмшахом Атсызом государственное образование стало еще больше усиливаться и расширяться в правление его преемников. Основой политики Атсыза и его ближайшей задачей было укрепление своего господства в Хорезме. Целью его преемников стало расширение земель государства и укрепление его авторитета на международной арене.