花剌子模汗摩诃末闻蒙古大军来攻，认为蒙古人于剽掠残破平原以后，将必饱载而归，于是采取坚壁清野的防御方略。动员40万大军，分军自守。于锡尔河以南地区，构成正北向之抵抗地带，置防御中心于撒麻耳干（今乌兹别克斯坦撒马尔罕）。沿锡尔河各城堡分别配备一定兵力防守，以总兵力一半重点防守新旧两都。欲使蒙古分散兵力，而自以逸待劳，然后相机反攻，把决战地域放在撒麻耳干。

成吉思汗的战略是迂回包围，各个歼灭。先分兵攻取各处城堡，而自率主力进行大纵深远距离战略迂回，直插不花剌（今乌兹别克斯坦布哈拉），然后会师撒麻耳干。成吉思汗命哲别一路5000骑兵作为奇兵，从南方进攻花剌子模的东南部。摩诃末唯恐切断王国与两大资源地和新军筹建基地阿富汗、呼罗珊的联系，急派主力指向拔汗那。该军一出动，蒙古远征军主力立即推进到锡尔河战线。成吉思汗分军为四路：令皇子察合台、窝阔台指挥第一路军留攻讹答剌（今哈萨克斯坦奇姆肯特西北），战斗持续了六个月，消灭守军3万人，于十五年二月攻克讹答剌。