В начале 1220 г. под натиском монгольских войск пал Отрар, затем — Бухара и Самарканд. Десятки тысяч жителей и защитников этих городов были истреблены, многие обращены в рабство. Цветущие, богатые города, полуразрушенные в ходе боев, опустели: в Бухаре, например, были истреблены все защитники городской цитадели, укрепления превращены в руины, а город предан огню; в Самарканде осталась в живых едва ли четвертая часть населения.

После взятия Самарканда хорезмшах Ала ад-Дин Мухаммад бежал из Средней Азии, укрылся на одном из островов в южной части Каспийского моря и больше не предпринимал попыток защиты своих владений от завоевателей.

В последующие годы монгольские войска захватили все остальные территории государства Хорезмшахов, неся всюду разрушения, уничтожая или угоняя в рабство население. «Они никого не жалели, — пишет очевидец завоеваний Чингиз-хана арабский историк Ибн ал-Асир, — убивали женщин, мужчин, детей… Ни одного города татары не щадили, уходя, разрушали».

Как отмечал академик Б. Г. Гафуров, «монгольское завоевание принесло народам Средней Азии неисчислимые бедствия. В результате грабежей и пожаров города Мавераннахра превратились в груды развалин, трудовое население их подверглось массовому истреблению. Пришло в запустение и сельское хозяйство».

В первой трети XIII столетия, при жизни Чингиз-хана, монголами были завоеваны громадные территории, включая большую часть Средней Азии. В 1227 г. Чингиз-хан разделил захваченные территории между своими сыновьями. Земли Средней Азии к востоку от Амударьи достались второму сыну, Чагатаю (или Джагатаю), а западная ее часть. Восточный Иран и Северная Индия отошли во владение четвертому сыну—Тулую; к северу от Аральского и Каспийского морей простирались владения внука Чингиз-хана Бату, отец которого Джучи к тому времени уже умер; титул великого хана и обширные земли в Центральной и Восточной Азии получил Угедей.