成吉思汗原本并没有计划发动西征，他的主要目标是通过与西方的各国开展贸易，来获取来自异国的商品。因此，他曾派遣商队前往中亚进行贸易交流。中亚的花剌子模等国家也有商队抵达蒙古，互通有无。然而，在一次贸易活动中，蒙古商队遭遇了花剌子模边境的讹答剌城守将的侵害。该守将图谋蒙古商队所携带的货物，便诬陷他们为间谍，致使商队的450名成员全部被杀，货物被掠夺。唯一一个侥幸逃生的驼夫通过长途跋涉回到蒙古草原，带回了这一消息。成吉思汗得知此事后愤怒至极，决定亲自出征复仇。

他首先派遣了三名穆斯林使臣前往花剌子模，要求国王摩柯末交出杀害蒙古商队的边境守将。摩柯末不仅拒绝交出罪犯，还命令将使臣们杀害，并将剩余的两位使者剃去胡须，驱逐出境。摩柯末的狂妄行为彻底激怒了成吉思汗，他决定采取军事行动。

为了准备西征，成吉思汗派遣大将哲别作为先锋，带领一支强兵消灭了西辽地区的乃蛮王子屈出律，消除了前进道路上的障碍。尽管蒙古西征军不到20万人，而花剌子模拥有40万强军，但成吉思汗依然信心十足。他整顿军队，调集契丹（辽）军、汉军、河西军、畏兀儿、哈喇鲁、阿力麻里等部队参加此次征战，展现出蒙古军队的强大实力。西夏国拒绝参战，成吉思汗决定暂时不予追究，打算等西征结束后再去解决。

蒙古西征军带上了大量工匠，翻越了阿尔泰山，踏上了漫长的西征之路。虽然蒙古军人数不足，但训练有素、士气高涨，战斗力极为强悍。与之相比，花剌子模虽有40万常备军，但由于族群繁杂，缺乏有效的组织和训练，士气低落。摩柯末在听说蒙古大军逼近后，急忙部署防线，但由于内部矛盾，他采取了分兵驻守各城堡的策略，反而削弱了自己的防守力量。摩柯末决定退守阿姆河南岸，随时准备放弃河中地区。

1219年秋，成吉思汗率军向花剌子模发起进攻，首先抵达了讹答剌城，即当初蒙古商队被杀的地方。蒙古军展开了长达五个多月的围攻，经过激烈的战斗，终于攻克了讹答剌城。守将亦难出率残部继续顽抗，与蒙古军展开了惨烈的巷战，最终死伤殆尽，亦难出被生擒。成吉思汗命令将其处决，并以极其残忍的方式报复他对蒙古商队的屠杀：将融化的金银汁灌入其耳眼，让他在极度痛苦中死去。

成吉思汗的长子术赤带领军队攻占了昔格纳黑和小八真等城市，并继续推进至毡城。守城的将军弃城逃跑，城内的居民组织起了抵抗，但因缺乏战斗经验，很快被蒙古军击溃。术赤命令屠城，仅少数工匠和妇孺幸免。接着，成吉思汗率中军攻占了不花剌城，彻底摧毁了守卫该城的康里雇佣军，并成功拿下这座重要城市。城中居民没有反抗，因此不花剌城未遭到大规模屠杀，但财物被掠夺一空。

随后，成吉思汗率军继续攻占河中地区的首府撒麻耳干。尽管撒麻耳干有5、6万守军，但守军却不敢出战。在蒙古军的强大压力下，城中的军民很快崩溃，开城投降。成吉思汗一度让投降的守军集合，并将其一举屠戮。此后，他命令从城市中挑选出3万名工匠和妇女儿童，并安排他们随军，剩余居民在缴纳赎金后才得以返回。

经过长时间的征战，摩柯末终于带着少数亲信逃往可疾云（今伊朗加兹温）。成吉思汗派遣哲别、速不台等大将追击摩柯末，最终将其追至里海孤岛。摩柯末最终因惊恐过度而病死，其儿子札兰丁继位为汗。

成吉思汗通过长达两年的西征，几乎摧毁了花剌子模这个强大的国家。尽管札兰丁曾试图恢复花剌子模的国运，并且在局部战斗中取得胜利，但整体形势已无可挽回。最终，蒙古在1231年发起第二次西征，彻底驱逐了札兰丁，花剌子模王国宣告灭亡。