بعد فتح سمرقند، قضى جنكيز خان فترة على أطراف جيحون وسمرقند. وفي تلك الآونة كان أبناؤه وجيشه الجرار في خوارزم منشغلين بفتحها. وكانت جماعة من المغول أيضاً في فرغانة بهدف الاستيلاء على مدنها التي لم يتم فتحها بعد. وحين كان جنكيز في سمرقند فـر أبناء السلطان خوارزمشاه جلال الدين وأوزلاغ شاه وآق، شاه من خوارزم وكان جلال الدين أسرع من أخويه في مغادرة المدينة حيث اصطحب ثلاثمئة فارس وتيمور ملك وإلي خجند السابق إلى مدينة نسا. وحين بلغ نبأ فرار أبناء خوارزمشاه إلى جنكيز، أرسل عدداً كبيراً من المغول في أثرهم. وظل هؤلاء الجنود يراقبون الطريق من مرو إلى شهرستانه. ما إن وصل جلال الدين إلى خوارزم عن طريق الصحراء حتى التقى بسبعمائة من المغول وصرعهم بهجمة واحدة واستولى على جيادهم وأسلحتهم وقليلاً منهم من تمكن من الفرار حتى إن عدداً منهم احتمى بترع نسا، فأخرجهم جنوده من الترع وضربوا أعناقهم. وبعد استيلاء جلال الدين على مؤن المغول وأسلحتهم وخيولهم أعد فرسانه لبلوغ نيسابور ووصل إليها بسرعة، إلا أن أخويه اللذين كانا قد وصلا إلى ولاية أستُوا (قوچان) كانا قد وقعا في أسر جماعة من التتار قتلوهما ونهبوا ما كانا يحملانه معهما من جواهر ونفائس وباعوها لأهل تلك النواحي بأبخس الأثمان. على الرغم من النصر الذي حققه جلال الدين فإنه لم يتمكن من حـشـد قـوات كـافـيـة فـي خراسان، لذا فبعد إقامة قصيرة في نيسابور مضى إلى مدينة زوزن (بولاية قهستان وعلى مسافة ثلاثة أيام من قاين). إلا أن الأهالي لم يتفقوا معه ولم يسمحوا له بدخول مدينتهم، فاضطر للذهاب إلى مدينة بست ومنها إلى هرات. وذهب جنكيز خان من سمرقند إلى نخشب ومنها إلى قلعة، ترمذ، ودعا الأهالي لطاعته، إلا أنهم رفضوا التسليم وظلوا يقاومون جيشه لمدة أحد عشر يوماً وقتلوا عدداً منهم، لكنهم هزموا في النهاية وفتح جنكيز مدينة ترمذ وقتل كل أهلها. يُروى أن جمعاً من جند جنكيز خان أمسكوا بامرأة في ترمذ وأرادوا قتلها. فقالت لهم تلك المسكينة لا تقتلوني وسأعطيكم لؤلؤة كبيرة. فسألوها أين وضعت هذه اللؤلؤة. فقالت ابتلعتها. فشق المغول بطنها من فورهم وأخرجوا اللؤلؤة. ومنذ ذلك الوقت أخذوا يشقون بطون القتلى على أمل العثور على الجواهر) (حبيب السير، ج3، ص23) وبعد فتح نخشب وترمذ عبر جنكيز خان نهر جيحون وذهب إلى ناحية بلخ وطالقان في حين أرسل عدداً من جنوده إلى طخارستان. كانت بلخ من أمهات مدن خراسان. وقد استسلمت ولكن نظراً لظهور جلال الدين واستغاثة الأهالي به جعل جنكيز خان لا يثق في أهل بلخ. فأمرهم بإخلاء المدينة على عادة المغول وقتلهم. وفي أثناء مطاردة كل من جبه وسبتاي للسلطان محمد خوارزمشاه في خراسان، فإنهما لم يتعرضا كثيراً لمدن هذا الإقليم، بل مروا كالسيل على مدنه. وبعد رحيل جيش جبه وسبتاي لم يعد أهل خراسان يسمعون عن المغول وضجيجهم كثيراً؛ فشرعوا في ترميم القلاع والحصون وتخزين المؤن والعلف. وبعد أن عبر جنكيز خان مياه نهر جيحون ومعبر، ترمذ كلف ابنه تولوي (تولي) بالمضي إلى خراسان. وفي غضون ثلاثة أشهر، كان تولوي قد فتح كل مدن خراسان من حدود مرو الروذ حتى بيهق (سبزوار) ومن نسا وأبيورد حتى هرات وفعل بهذه المدن العامرة الكثيفة السكان ما فعله بما وراء النهر.