但是己有準備的蒙古軍並不後退，他們一齊向戰象射擊，打傷戰象，打亂緊隨戰象身後的步兵的陣形，戰象負傷後往回逃跑，又踏傷踏死不少自己的士兵，天黑下來，撤麻耳幹人關閉了城門。
這天的戰鬥使撤麻耳幹人肝膽俱裂，他們憂慮重重，是繼續打下去，述是屈膝投降，意見發生了分歧。次日清晨，當蒙古軍正要向猶豫不決的城民重新展開戰鬥時，撤麻耳幹人終於取得了一致意意見：停止抵抗。
城內的法官和教士為代表，前來晉見成吉思汗。成吉思汗安撫他們，保證投降不殺。於是他門返回城裏打開大門，放蒙古軍入城。蒙古軍立刻動手拆毀城增，直到城牆夷為平地，馬步軍可以到處自由往來為止。
當蒙古軍毀掉城牆後，便將居民每百人結成一群，由蒙古軍監視，趕於城外。但允許獻城的法官、教士及其與他們有關係的人們留在城內，不受侵害。
那時有五萬人因此受到保護、蒙古人又下令，凡是藏匿不出者格殺勿論，結果有不少躲在地窖、地洞裏的人被搜索出來，遭到了殺害。
管埋大象的象夫去見成吉思汗，要求發給大象食物，成吉思汗他，大象養馴前靠什麼為生。他們回答說：“原野上的草。”成吉思汗下令放掉大象，讓它們自己去尋食，獲釋的大象流浪到荒野上，後來都餓死了。
撤麻耳幹城的內堡中還有一批守軍在拒戰，守軍的一名將領阿勒卜汗勇敢地率領一千名決死之士衝出內堡，從蒙古軍中殺出血路．突圍而走，到算端摩訶末那裏去會合了。
隨後蒙古軍把內堡圍得水泄不通，雙方矢石齊發，激戰至薄暮，城牆破摧毀，蒙古軍攻入了內堡。一千多名乎民和戰士退守大清真寺，他們用箭和火油簡作戰，力抗不降，蒙古軍也噴射石油，將清真寺及寺內所有的人焚毀，然後內堡中的人全部被趕到城外、
在城外，蒙古軍將投降的突厥人和其他人分開，編為十人隊和百人隊，讓他們把前額剃成蒙古樣式，以使他們安定，消除恐懼，但是到了夜裏，這些突厥人在毫無防備中全部被殺死．共計有三萬多人。
次日晨清點餘下的人們，三萬名工匠被分配紿成吉思汗的諸子、親屬，又挑選出三萬青壯年加入“哈沙兒”隊，其餘的人則在交納贖金後許其回城。契丹人耶律阿海被任命為鎮守撒麻耳幹的長官。
前後八天的戰禍，使撤麻耳幹這座名城遭受了空前的劫難。曾到這裏謁見成吉恩汗的丘處機記載他的見聞說：“方算端氏之末敗也，城中常十餘萬戶，國破以來，存者四之一。”
隨成吉思汗西征的耶律楚材，以詩歌形式發出了對撤嘛耳幹敗落的歎惜：“寂寞河中府，聲名昔日聞。城隍連畎畝，市井半丘墳。”