Дорога между Бенакетом и Джизаком пересекает засушливые районы, известные под названием «голодной степи» — на протяжении 80 миль на поверку оказывающейся выжженной и бесплодной пустыней. Таким образом, самим своим местоположением Джизак был весьма важным форпостом сельскохозяйственного пояса, потому что именно он был последним городом плодородных долин Самарканда. Из Джизака в Самарканд вела узкая долина, лежащая между пологими горами, ныне известная как «Ворота Тамерлана», ибо и в его время Джизак был стратегически важной сторожевой крепостью. Взят он был скорее, чем можно было предполагать. Обманчив оказался вид грозной крепости. После этого монголы не сразу пошли на Самарканд. Прежде они избрали своей целью город Нур и путь, который они прошли, много веков спустя назывался Путем Великого хана. Он пролегал по пескам пустыни вдоль хребта Нуратау. Нур был захвачен врасплох. Будучи совершенно уверен в своей безопасности с севера, со стороны пустыни, город неожиданно увидел большое войско у своих ворот и вынужден был покориться. Чингиз-хан пощадил город. Из Нура он двинулся прямо на Бухару и достиг города в марте 1220 года. Двадцатитысячный гарнизон защищался несколько дней, однако измена в его рядах и бездействие хорезм-шаха вызвали среди бойцов такое уныние и падение дисциплины, что положение можно было считать безнадежным.
Отряд гарнизонной конницы дезертировал и добрался до Аму-Дарьи, но монголы настигли его и истребили. Жители Бухары, оставшись совершенно беззащитными, открыли ворота.
Со ступеней Великой Бухарской мечети Чингиз-хан приказал войску найти корм для своих лошадей, иначе говоря позволил приступить к грабежу; и на протяжении нескольких дней монголы предавались оргии насилия, разрушения и убийства. Немногие уцелевшие богачи сделались нищими, вынужденные добровольно во имя спасения жизни расстаться со своим богатством.
Не добившись решительной победы в открытом сражении, Чингиз-хан решил перейти к исполнению второго, ранее отложенного, плана.
Взятие Джизака должно было послужить для Мухаммеда предзнаменованием скорого появления монголов под Самаркандом. До хорезм-шаха уже дошло известие о том, что Чингиз-хан взял Нур и что совсем недавно пала Бухара.
Однако, даже после таких печальных известий, он продолжал целиком полагаться на мощь стен своей столицы, и Чингиз-хан, хорошо поняв желание врага, решил совершенно изолировать Самарканд от внешнего мира, оставив столицу в одиночестве посреди разрушенных и сожженных городов и селений. Вместо того чтобы сразу, одним ударом обрушиться на столичный город, Чингиз-хан решил нанести первый удар по более слабым пунктам обороны противника, лишив тем самым Самарканд и стратегического значения, и какой-либо надежды на успех в дальнейшей войне.
Поэтому только уничтожив Бухару как центр сопротивления, Чингиз-хан с ее сожженных руин повел свои войска долиной Зерафшана к Самарканду. Хорезм-шах Мухаммед не стал ждать его прихода. Когда новость о падении Бухары достигла его ушей, он оставил Самарканд и бежал в свои южные владения. Между тем Чингиз-хан, двигаясь Зе-рафшанской долиной, оставлял в тылу своего войска отряды, которые должны были взять штурмом или заставить капитулировать маленькие крепости и форты, еще уцелевшие в этой густонаселенной долине. Прежде чем он достиг стен Самарканда, из огромного количества пленных были сформированы специальные строительные отряды во главе с китайскими инженерами и военными мастерами, которым предстояло поработать при осаде мощных стен столицы хорезм-шаха. Каждый такой отряд получил собственное знамя. Когда войско монголов вместе со строительными отрядами появилось у стен города, всякому наблюдавшему за ним оно показалось в два раза большим, чем было в действительности.
Самарканд был не только столицей Маверан-нахра, но также и одним из крупнейших торговых центров мира. Сюда сходились древнейшие торговые пути с запада и востока. Здесь размещались самые большие рынки, караван-сараи и торговые склады. Город окружала стена длиною в 10 миль, имевшая множество башен и 20 железных ворот. Гарнизон города состоял из 110 000 человек и 20 боевых слонов. Но вся эта боевая мощь не стоила ничего и совершенно ни к чему не была пригодна.
Тюрки дезертировали и присоединились к монголам, признав в них своих дальних родственников, каковыми, в сущности, они и были. За исключением 10 000 человек, укрывшихся в городской цитадели, весь остальной мощный гарнизон столицы сумел продержаться против монголов лишь несколько дней, а потом, в надежде, что ему сохранят жизнь, сложил оружие.
Ворота Самарканда были открыты, и монголы ворвались в город. Случилось это в апреле 1220 года.