撒麻耳幹，今天的烏茲別克斯坦撒馬爾罕，是河中首府，花刺子模算端摩訶末占領河中後，將首都從玉龍傑赤遷到這裏。
撤麻耳幹的幅員是諸州中最大的一個，土地又是諸部中最肥沃的一個，那裏是人世間最美的天堂，這個國家，石頭是珍珠，泥土是麝香，雨水是烈酒。這裏的風景也很秀麗，環城數十裏都是園林、家必有園，園必成趣，到處都是飛泉池水，繁茂的樹木緊密相連。
作為首都，撤麻耳幹的防守十分堅固，城牆不斷地加高，護城的壕塹深掘至地下水層並灌滿了水，有十一萬軍隊駐防在這裏，其中六萬人是精選的突厥勇士，五萬人是波斯的精銳部隊。
另外還準備下二十頭身披鐵甲的戰象，在戰鬥中可用來帶頭衝擊敵陣，並當作馬步兵的防護。成吉思汗在剛抵達花刺子模時，就聽脫撤麻耳幹是一座堅不可拔的城市，不要說攻克它的內堡，即使打下它的外城也要花費好多年的時間，所以他在進入花剌子模後，並沒有立即直趨撤麻耳幹，而是先攻取其他地方以掃清外圍。現在撒麻耳幹的周圍地區已經基本被他占領，他便驅軍前來進攻這座固苦金湯的都城。
然而算端摩訶末並沒有依靠堅固的防守來抵禦蒙古人進攻的信心。當他聽到蒙古軍節節勝利，已經開進河中地區的消息，便心灰意冷，撒麻耳幹的深溝高壘也不能振奮起他的精神。有一天他從城壕走過，竟認為壕溝沒有用處，說：“前來進攻代們妁軍隊，隻要每個人扔下自己的鞭子，這條壕溝一下子就被填平了。”百姓和軍隊聽了大為淚喪。
隨後摩問末逃離撤麻耳千，退往阿姆河以南，一路上還到處散布：“你們自謀活命之計吧，蒙古軍是無法抵抗的!”他不論走到何處，都要向每一個大臣詢問，有什麼辦法能免除災難。
大臣門都拿不出好辦法，他自己當然更是一籌莫展。因此在撒麻耳幹的戰爭開始之前，就注定了這座城市的抵抗不可能持久，也注定了摩訶末即將很快敗亡的命運。
1220年陰曆三月，成吉思汗進抵撒麻耳幹，已經攻克訛答剌的察合台、窩闊台也率軍前來會合，此外還有大批的從各地驅趕而來的“哈沙兒”隊，其人數超過沙粒和雨滴。成吉思汗繞城紮營，最初的兩天，他讓士兵充分地休息，自己親自巡視城池，觀察地形。第三天早上，他揮師發起了猛攻。
城內守軍衝出城外，與蒙古軍廝殺．互相對射，他們殺死和俘虜了一些蒙占兵，自己有一千多土兵戰死。這一天雙方多次衝殺，直到太陽落山時才各自收兵。
第四天一早，更激烈的戰鬥開始了。成吉思汗親自披掛上馬，指揮軍隊將城池團團圍住；城內的守軍也全部集合起來，緊束戰袍，準備迎戰。作戰令一下，攻守雙方立即射石機和弓弩齊發，矢石橫飛．戰鬥的呐喊聲驚天震地。
蒙古軍搶先占據了城門前的位置，阻擋守軍，使他們無法衝出城外進行野戰，於是守軍把大象投入戰。軀幹巨大，貌似凶神，破著鐵甲的戰象衝出城門，步兵緊隨其後，來勢猛烈。