屈出律返回叶密立，图谋再次进攻。1210年，耶律直鲁古派军队3万镇压西喀喇汗国的叛乱，攻下了撒马尔罕。在得知萧屈出律在东部作乱的消息后，急忙将军队调回东部。花剌子模趁机向撒马尔罕推进，会和西喀喇汗国的军队向西辽进攻。联军到达塔阳古镇守的怛罗斯（今哈萨克斯坦塔拉兹附近），塔阳古率军出城交战，双方不分胜负，但在撤军途中，塔阳古被俘，后遭处斩，摩诃末随后将军队撤回河中地区。怛罗斯草原之战后，塔阳古败退的士兵返回西辽首都虎思斡耳朵时，当地居民想投降花剌子模，拒绝他们入城。西辽军队的统帅在劝降无果的情况下下令攻城