Татары, видя промедление Джалал ад-Дина, решили, что он в смятении от страха перед ними оттягивает время сражения. Они отрядили две тысячи всадников в горы Луристана для того, чтобы захватить припасы необходимые на время осады Исфахана. Султан отобрал из своих войск около трех тысяч всадников, которые перекрыли ущелья и устроили засаду, разгромив возвращающихся с добычей татар. Около четырехсот пленных они привели с собой в Исфахан. Султан передал часть кади и раису, чтобы казнить на улицах города, и удовлетворить страсти простонародья, а остальным собственноручно снес головы. Их трупы выволокли за город и бросили под открытым небом на растерзание собакам. Султан выступил в день, предсказанный звездочетами, и построил войска в боевом порядке хорезмийских войск. В центре находился авангард, за ним центр, правое и левое крыло, затем следовал арьергард, и завершал построение корпус, который находился в засаде.
Татары выстроились напротив, и, когда султан увидел их, он приказал пехоте Исфахана вернуться назад, так как количество его войск многократно превышало количество татар. Правое и левое крылья так далеко отстояли друг от друга, что не знали о положении друг друга, ни о каком взаимодействии не могло быть и речи. В этот момент брат султана Гийас ад-Дин покинул его и увел свои отряды. Воспользовавшись для бегства тем, что султан слишком занят, чтобы разыскивать и преследовать его. Вместе с ним ушел со своим отрядом и эмир Джахан-Пахлаван Илчи. Но хорезмшах не придал этому значения и отдал приказ к началу атаки.
Сражение продолжалось весь день и к вечеру правое крыло хорезмийцев потеснило левое крыло татар и вынудило его обратиться в бегство, они преследовали их, убивая тех, кого настигали, до границ Кашана, думая, что левое крыло сделало с правым крылом татар то же самое. Когда султан увидел, что солнце клонится к закату, а татары отступают, он сел на крутом берегу. К нему подошел эмир Йилан-Бугу и сказал: «Мы давно ждали этого светлого дня, чтоб выместить свой гнев на проклятых, и погасили бы жар в груди. И когда судьба подарила нам этот день, наша месть остается неутоленной. Если мы не будем сейчас преследовать татар, то в дальнейшем раскаемся в этом. Не следует ли нам догнать их и уничтожить!» Султан тотчас же сел на коня. Когда он переправился через реку и вышел на другой берег, солнце близилось к закату. В этот момент, командующий татарским войском Тайнал-нойон, бросил в бой спрятанных в засаде за холмом отборных воинов –