Последствием этих событий стало то, что в 1211 г. в Семиречье впервые появилось монгольское войско под предводительством Хубилай-нойона, одного из полководцев Чингиз-хана. Глава карлуков Арслан-хан велел убить кара-китайского наместника в Каялыке и добровольно подчинился монголам. Правитель Алмалыка (в долине р. Или) мусульманин Бузар также признал себя вассалом Чингиз-хана; за него была выдана дочь Джучи, старшего сына Чингиз-хана. Однако, корпус Хубилая в этом же году отбыл на восток, поскольку Чингиз-хан начал войну с Китаем и все свои наличные вооруженные силы направил туда. Лишь в 1216 г., после завершения военной кампании на юге, Чингиз-хан поручил Джучи добить бежавших на запад меркитов. Давние противники сошлись в ближнем бою около Иргиза, в степных просторах Тургайского края Казахстана. Меркиты потерпели полное поражение и рассеялись в разные стороны; Джучи со своими подчиненными торжествовал над поверженным врагом. Но тут произошло непредвиденное. На рассвете следующего после победы дня перед монголами вдруг объявилось 60-тысячное войско хорезмшаха Мухаммад-султана, который из Дженда, с нижнего течения Сыр-Дарьи, в свою очередь выступил в поход против кипчаков. Монгольские военачальники решили не вступать в бой с хорезмшахом и объявили, что они посланы Чингиз-ханом только против меркитов и что у них нет разрешения на войну с хорезмшахом. Но султан не внимал их словам и своими действиями принудил таки Джучи вывести своих воинов на поле боя. Монголы сражались отчаянно смело. Даже был момент, когда хорезмшах чуть было не угодил в плен, и лишь смелый бросок его сына Джалал ад-Дина, отразившего нападение, спас султана из гибельного положения. За световой день ни одна из противоборствующих сторон не добилась решительного успеха. Быстро сгустились сумерки и на ковыльную степь опустилась чернота южной ночи. Оба войска отошли на свои стоянки, чтобы вновь начать войну на завтрашнее утро. Монголы зажгли сторожевые костры, но, оставив их горящими, сами скрытно покинули лагерь и быстрым маршем двинулись на спинах своих коротконогих лошадей на восток. Утром, когда военная хитрость монголов обнаружилась, их уже невозможно было догнать. Султан вернулся в Самарканд.
Так, на территории нынешнего Казахстана произошла первая встреча двух войск — монгольского и мусульманского. То было совершенно случайное столкновение, оно не выявило победителя. Однако это краткое вооруженное соприкосновение имело весьма тяжелое нравственное последствие. По словам ан-Насави, личного секретаря Джалал ад-Дина, сына хорезмшаха, храбрость монголов произвела на султана сильное впечатление и, когда упоминали о них, он говорил: «Не видано подобных тем мужам по отваге и стойкости в страданиях битвы и по опытности в правилах нанесения колющих и рубящих ударов». По мнению В.В. Бартольда, именно тягостное впечатление хорезмшаха от первого боя с монголами было одной из причин, почему он впоследствии не решился встретить их в открытом поле.
В дальнейшем отношения между хорезмшахом Мухаммадом и предводителем монголов складывались таким образом, что скоро привели к так называемой «Отрарской катастрофе», послужившей Чингиз-хану формальным поводом для объявления войны султану. Вкратце развитие конфликта и начало военных действий протекали следующим образом.
Весть о победах, одержанных Чингиз-ханом в Китае, породила массу толков в Средней Азии. Хорезмшах, желая проверить слухи и получить достоверные сведения об этом завоевателе, отправил в Монголию посольство. Чингиз-хан со своей стороны также направил на запад посольство. По рассказу ан-Насави, во главе посольства стояли три мусульманина: Махмуд из Хорезма, Али-Ходжа из Бухары и Юсуф Канка из Отрара. Весной 1218 г. хорезмшах принял это посольство, вероятно, в Бухаре. Послы передали ему ценные подарки, состоящие из дорогих и редкостных вещей, и письмо Чингиз-хана, в котором тот извещал хорезмшаха о завоевании монголами Северного Китая и «стран тюрков» и предлагал заключить мирный договор с гарантиями безопасности торговых сношений между обоими государствами. Султан Мухаммад выразил свое согласие на мирный договор с владыкой Монголии.