摩诃末得了“蒙古恐怖症”，望风而逃，放弃了一座又一座城市，一再向西逃跑。他有个儿子叫鲁克那丁，在可疾云城（今伊朗德黑兰西加兹温）集结了3万军队，也未能给他帮上忙。他一听到蒙古追兵的风声，马上就逃跑，最后于1220年底逃到宽田吉思海（今里海）中的一个小岛上躲藏起来。
哲别和速不台率领3万蒙古精骑，跟踪追击，沿途只掳掠必需的良马、牲口和粮食，不恋战围城，紧紧咬住摩诃末不放。他们穿过呼罗珊地区，经今伊朗和伊拉克境，追到祃桚答而（伊朗里海南岸省名）境内。当他们获悉摩诃末的母后秃儿罕可敦带着他的嫔妃、王子和后宫随从也逃到祃桚答而境内的剌儿占（今伊朗里海南阿谋耳县的一个属区）和伊剌勒（今伊朗杜达干镇的舍里河源处）二堡中时，他们立即分兵围困这两个城堡，主力继续追击摩诃末。
当摩诃末上船欲驶往里海中小岛时，蒙古骑兵的先头部队追到岸边，纷纷向他的船只射箭。他急令水手开船离去。
哲别和速不台的分遣队将剌儿占、伊剌勒堡围困了四个月，切断了水源，迫使秃儿罕可敦率部投降。
躲在里海中小岛上的摩诃末听说母后与嫔妃、王子被俘，哲别和速不台正督促工匠造船，准备渡海进攻小岛，同时警戒森严，他的精神防线彻底崩溃了。他又病又累又伤心，预感到自己将不久于人世，便将跟随自己的几个儿子和几位大臣叫到床前，宣布废掉母后秃儿罕可敦确立的王储斡思剌黑，由札兰丁继承王位。他对他们说：“非札兰丁不足以复国！”
1220年年底一个寒冷的深夜，摩诃末忧愤而死。他的儿子和亲信将他草草埋葬在里海的小岛上。
哲别和速不台也得到了摩诃末病死的消息，便率部就地休整过冬，同时派出一支部队走捷径，押着秃儿罕可敦和诸嫔妃、王子及宫中人，到达成吉思汗的营地，报告摩诃末已死的消息。
成吉思汗当时驻扎在阿姆河北岸的忒耳迷附近。他下令处死摩诃末的几个幼子，将他的嫔妃、女儿和宫女赏赐给诸子和将领。秃儿罕可敦也被带回蒙古草原，直到1233年才在和林去世。
成吉思汗听说少数篾儿乞部人被打败后，逃到了太和岭（今高加索山）以北的钦察突厥部，便派人前往里海，向哲别和速不台传令：进军钦察，扫荡残敌。
哲别和速不台受命后，从1221年到1224年年初，击败波斯人、高加索人、钦察突厥人和斡罗思（俄罗斯）人，席卷了阿塞拜疆、谷儿只（今格鲁吉亚）、斡罗思南部、克里米亚和波斯西北部，于1224年经里海北东还。回师途中，哲别因劳累过度而病逝。十年后，当术赤的长子拔都率军西征欧洲时，速不台被任命为西征先锋主将，因为他与哲别在这次西征中，从花剌子模转战到高加索，行程数千公里，完成了西征欧洲的战略性侦察任务，他们所遇到的对手几乎都软弱得不堪一击。
札兰丁带着少数亲信，于1221年初潜回旧都玉龙杰赤。当时，术赤、察合台和窝阔台尚未征服玉龙杰赤。城中的突厥、康里军事贵族并不欢迎勇敢能干的札兰丁，更喜欢秃儿罕可敦确立的软弱无能的斡思剌黑王储。他们阴谋加害于札兰丁，札兰丁得报后匆匆逃出玉龙杰赤。铁王帖木儿灭里也不满意军事贵族们的所作所为，带了300名精骑，随札兰丁而去。
札兰丁和帖木儿灭里逃出玉龙杰赤后，向呼罗珊地区进发，在奈撒一带击败了一支由700人组成的蒙古巡逻队，然后向你沙不耳逃去。但是，随后逃出玉龙杰赤的斡思剌黑和阿里在追赶札兰丁的途中，被蒙古巡逻队杀死。
札兰丁等人最后辗转逃到哥疾宁城（今阿富汗加兹尼）。哥疾宁城本是摩诃末国王早先划给他的封地。他现在是花剌子模的新国王，暂时以哥疾宁城为国都，重整旗鼓，继续领导抗蒙战争。
驻扎在哥疾宁城的康里贵族阿明灭里率5万军队拥立新国王，同时，另一位大臣赛甫丁也率4万军队投奔札兰丁。现在，札兰丁仿佛看到复国的希望，不时遣兵主动出击，略有小胜。
当札兰丁在哥疾宁城重整旗鼓时，成吉思汗还在阿富汗山区进攻城塞。1221年初秋，在进攻兴都库什山南面的巴米安城的战斗中，他心爱的孙子、察合台之子篾忒干被该城守军射死。成吉思汗怒气冲天，光着头，身先士卒，攀登云梯，率兵杀入城中。他下令杀死所有的人，连孕妇腹中的胎儿也不能放过；摧毁所有的东西，把该城变成死亡之城。他要为孙子报仇。
察合台和窝阔台在攻克玉龙杰赤后前来与成吉思汗会师。他听到儿子被射死的消息时，强忍住泪水，待众人离去，才跑出营帐，躲在暗处痛哭了一场。
现在，除哲别和速不台部在钦察征战、术赤部在玉龙杰赤以北的草原上扫荡外，蒙军主力部队又会师一处，成吉思汗与察合台、窝阔台和拖雷又在一起了。
此时，成吉思汗忽然听到花剌子模新国王札兰丁在南面哥疾宁城死灰复燃的消息，召集诸子和诸将商讨征剿对策。他的养弟、大蒙古国大断事官失吉·忽秃忽自告奋勇，请求带兵南征札兰丁。成吉思汗派遣3万蒙古骑兵（一说4.5万人），命失吉·忽秃忽统兵南下，征剿札兰丁。
失吉·忽秃忽从未独自统率过大部队打过仗，成吉思汗轻敌，草率地任命他为统帅，显然不合适。
失吉·忽秃忽沉浸在独自统率大军的喜悦之中。他认为花剌子模已亡国亡君，军民被屠戮殆尽，残部不堪一击，南征札兰丁，轻而易举。他如此轻敌，以至于严重违反蒙古骑兵一贯的作战原则，不派侦察小分队，不了解敌情，孤军冒进，与札兰丁的9万大军相遇于哥疾宁城以北的八鲁湾川（今阿富汗查里卡东北）。
札兰丁把9万骑兵分成左、中、右三军，右翼由阿明灭里指挥，左翼由赛甫丁指挥，自率中军，严阵以待。阿明灭里把女儿嫁给札兰丁，成了国丈。
失吉·忽秃忽将3万蒙古骑兵布成三个万人方阵，一字排开，向札兰丁的军队发起潮水一般的冲杀。这种排山倒海一般的冲杀是蒙古骑兵最擅长的野战战术。但是，他们今天遇到了顽强的对手。
札兰丁见蒙古骑兵向中军冲杀过来，鼓励部下：“我们人多，相当于敌人的三倍。我们不能撤退。我们一定能打赢他们。全军听我指挥。”他命令中军全体下马，用弓箭轮番齐射蒙古骑兵，同时令左、右翼迂回包围蒙古人。札兰丁的战术取得了成功。他的弓箭手连续齐射，把冲到阵前的蒙古骑兵一批一批地射落马下。蒙古骑兵开始后退。
失吉·忽秃忽企图组织第二次攻势，但是他已经没有机会了。札兰丁命令中军全体上马，吹响了冲锋的号角。他的左、右两翼加快进攻速度，对蒙古骑兵构成包围态势。
失吉·忽秃忽不得不率部突围，但是由于这一带地形坑坑洼洼，匆忙之中，许多蒙古战马为这些坑洼所困，许多士兵被颠倒。札兰丁的部队掩杀过来，势不可挡。经过大半天的激战，札兰丁几乎全歼了失吉·忽秃忽的3万人马。失吉·忽秃忽在敢死队员的掩护下，带着少数将士突围。
札兰丁在八鲁湾川大捷的消息迅速传开，花剌子模人极受鼓舞。已被蒙军占领的一些城市纷纷起义，杀死蒙古戍将和人数不多的驻军。
不过札兰丁的形势并不乐观。他的部下在打扫战场、瓜分战利品时发生争执，他处理不果断，导致部下埋怨，分道扬镳。他自知无力抵挡蒙古人的反攻，便主动放弃哥疾宁城，率本部人马向阿富汗——印度边界撤退。
成吉思汗看到失吉·忽秃忽带着少数人从前方战败逃回，抑制住愤怒，对他说：“这次失败当引以为戒！”然后，他下令全军全部南下，立即行动，向哥疾宁城方向进军。
蒙古骑兵交替换马，全速前进，日夜兼程，跟踪追击。当他们追到申河（今印度河）岸边时，札兰丁正在将军用物资装船，尚未渡河。蒙古骑兵反攻的速度使他大吃一惊。他命令停止装船，准备渡河。他让部下先过河，自己断后。他急忙指挥嫡系部队占领渡口附近的高地，用弓弩射击蒙古骑兵，掩护部下抢先渡河。
成吉思汗命令部队散开，呈偃月形，向札兰丁发起攻击。他还下了一道特别的军令：一定要活捉札兰丁！
经过激烈战斗，蒙古骑兵几乎杀光了札兰丁的部下，他们企图上前擒住他。但是，札兰丁骑马转身，从高高的岸上跃入水深流急的印度河，泅到对岸，与先头部队会合。
札兰丁是惟一大败蒙古骑兵的花剌子模统帅，成吉思汗对他非常佩服。他制止部下放箭，有意放他一条生路，回头对察合台、窝阔台和拖雷说：“你们应该学习札兰丁的勇敢精神！”
札兰丁逃脱后，成吉思汗即分兵遣将追歼花剌子模军残部，镇压各城的起义，对哥疾宁、也里、马鲁、巴里黑诸城进行彻底的扫荡，再次屠杀陆续回城的居民。
成吉思汗带着20万蒙军将士，风尘仆仆，从花剌子模战场回到漠北草原稍事休整后，马不停蹄，紧接着开始了第六次征讨西夏的战争。
成吉思汗出兵西征前，就对西夏极为不满。1217年，他派人向西夏征兵，一起西征。西夏帝李遵顼的大臣阿沙敢不非常傲慢地对成吉思汗的使者说：
“成吉思汗不自量力，硬称可汗。我西夏干吗要出兵西征？”
成吉思汗大怒，先遣木华黎率兵兴讨，发誓西征结束后回来跟西夏帝算帐！
1217年秋，木华黎率兵第四次征西夏，长驱直入，再围中兴府。李遵项逃至西凉，遣人求降，木华黎才撤军，转攻金王朝。
1223年，李德旺继位。他见成吉思汗西征久久不归，以为有机可乘，遣使联络漠北各部反蒙，并与金国结盟，约定夏金联合抗蒙。
成吉思汗在花剌子模闻讯后，特命木华黎之子孛鲁率兵第五次进攻西夏。孛鲁暂停攻金之战，于1224年秋率兵攻克银州（今陕西米脂西北），俘西夏监府塔海，斩首数万级，掳掠人畜数十万。
成吉思汗回到漠北后，决心灭亡西夏，夺取从西面进攻金国新都的前进基地。
1226年春天，成吉思汗亲率10万蒙古骑兵第六次进攻西夏，进攻路线与第一次相同。
当时，西夏军队主力部署在贺兰山以东，而右厢各路兵力薄弱。成吉思汗兵分两路，进攻防守薄弱的西北诸城：自率东路军，窝阔台和拖雷随征，向浑垂山一线进攻；阿剌赤率西路军，向沙州方向进攻；察合台率预备队为后援。
成吉思汗指挥东路军，首先攻占黑水城（今内蒙古额济纳旗黑城遗址），四处劫掠，然后移兵至浑垂山（今甘肃酒泉北）。阿剌赤部攻占沙州（今敦煌西）、肃州（今酒泉），对肃州实施大屠杀，幸免者仅106户。随后，东路军与西路军会师，合力攻取甘州（今张掖）。经西夏降将讨保，甘州百姓免遭屠杀，但守军全被斩首。
1226年夏天，成吉思汗挥师连克西凉（今武威）、应理（今宁夏中卫）二城。西夏帝李德旺见成吉思汗的军队势不可挡，西北诸城沦陷，竟忧惧而死，其侄南平王李睍被立为帝。
同年11月，成吉思汗率部沿黄河北上，围攻灵州（今灵武西南），深入西夏腹地。李睍调集10万大军增援灵州，但指挥失当，被蒙军歼灭，灵州失陷。成吉思汗随后移兵盐州，追杀百姓，存者百无一二。
他是一位空前绝后的骑兵统帅。他把骑兵机动作战的艺术发展到了顶点：集中兵力，快速机动，长驱直入，纵横驰骋，摧枯拉朽，所向无敌。
他是一位常胜将军。他总是主动进攻，一开始就掌握战略主动权。他擅长侦察、警戒、布阵、冲锋、追击和围歼，战术娴熟。他擅长以少胜多，几乎是百战百胜。
他是一位很有政治头脑的军事统帅，特别擅于拉关系。他势单力孤时，结安答，拜义父，找生死之交，摆脱困境。即使兵强马壮，他也不停地拉裙带关系，嫁完女儿嫁孙女，结为亲家，壮大自己的势力，孤立敌人。他特别喜欢联合作战。
他是一位深得部下信赖和拥护的统帅。他把封地、女人、儿童、牲口和财宝赏赐给部下，使他们从不厌战，就像对打猎一样永不厌倦，反而以征战劫掠为人生之大乐事。
他是一位善于复仇的统帅。每次征战，他总是打着复仇的旗号，使全军变成愤怒之师，犹如火山爆发，洪水决堤，势不可挡。
他是一位心理战大师，特别擅长打歼灭战。他穷追不舍，直到把对手消灭。他喜欢屠城，杀光，烧光，抢光，制造恐怖，把敌境变成废墟，永远丧失抵抗能力。他吓得许多城市不战而降。
他是一位讲民主、讲科学的统帅。出征前，他喜欢集思广益，制定最佳的作战计划。他不杀工匠，组建炮军和工兵、弩兵，使蒙古骑兵不仅擅于野战，而且擅于攻城。
他惟一不足之处是：对外征战，贪多嚼不烂；分封王子王孙，削弱中央集权，死后留下内战的隐患，使大蒙古帝国分崩离析，人亡政息。
1227年六十六岁的成吉思汗病死在六盘山。他葬于今天蒙古国境内的肯特山起撵谷。蒙古族盛行“密葬”，故真正的成吉思汗陵究竟在何处始终是个谜。现今的成吉思汗陵是一座衣冠冢，经过多次迁移，直到1954年才由湟中县的塔尔寺迁回故地伊金霍洛旗。
陵墓坐落在内蒙古鄂尔多斯草原中部的鄂尔多斯市伊金霍洛旗甘德利草原上，距包头市185公里。蓝天绿草之间，三座蒙古包式的大殿肃然伫立，明黄的墙壁、朱红的门窗、辉煌夺目的金黄琉璃宝顶，使这座帝陵显得格外庄严。陵园占地面积5万多平方米，主体建筑由三座蒙古包式的大殿和与之相连的廊房组成。陵园分作正殿、寝宫、东殿、西殿、东廊、西廊六个部分。整个陵园的造型犹如展翅欲飞的雄鹰，极富浓厚的蒙古民族艺术风格。
英国史学家韦尔斯在他的《世界史纲》中说：“蒙古人的征服故事确实是全部历史中最出色的故事之一。亚历山大大帝的征服，在范围上不能和它相比。在散播和扩大人们的思想以及刺激他们的想象力上，他所起的影响是巨大的……作为一个有创造力的民族，作为知识和方法的传播者，他们对历史的影响是很大的”。1970年出版的《全球通史（1500年以前的世界）》同样强调蒙古的侵略“促进了欧亚大陆间的相互影响”，书中举了不少事例，最后说：“由这种相互影响提供的机会，又被正在欧洲形成的新文明所充分利用。这一点具有深远的意义，直到现在，仍对世界历史的进程产生影响”七八百年过去了，成吉思汗的影响并没有因时间的推移而黯淡。对整个世界来讲，他去世以后的影响远比生前更大，而且渗透到了政治、军事、经济和文化等各个领域，出现了世界的成吉思汗热。
德国嘉桑大学教授费朗索儿·冯·额尔多满称成吉思汗为“不屈之王铁木真”，在他所着《不屈之王铁木真》中写道：“在欧罗巴也与西部亚细亚同样，不重新树立自然的秩序是不行的。那样无论在欧洲和亚洲，使他们从沉睡状态中苏醒过来，需要一只强有力的手去摇动他们是迫切必要的。这样摇醒他们的强有力的手出现了，这就是不屈之王铁木真及其后裔。那样，他们是完成支配世界的至上命运后不久撤离了历史舞台的。俄罗斯人和德意志人及其他西欧诸国民，能够达到现在这样强大和文明无疑是蒙古人和蒙古军征服的刺激和赐物。”
