城上城下，矢石横飞，弓弩齐发，人喊马叫，炮声隆隆。震得山鸣谷应，百里之内鸟儿不敢停飞。
成吉思汗亲自指挥攻城的战斗，先以射石机、火焰喷射机、火箭投射器、弩炮等进行猛烈袭击，怎奈城墙坚固，又高又厚，加上城头守军抵抗顽强，他们用弓箭，用滚木、礌石进行反击，一次次地打退蒙古人的进攻。
西门守将阿勒巴儿汗一边指挥城上守军反击，一面领兵出城，想把城外攻城的蒙古兵马杀退，进而冲开一条血路。可是，蒙古兵马在城外顽强狙击，一批接一批冲上去，宁愿战死也不肯退后一步。
阿勒巴儿汗的军队高声喊道：“冲出城去，杀退蒙古人！”
他们一次又一次地发起冲锋，使蒙古军队死伤惨重。由于花剌子模国的战马身材高大，冲击力更强，使那些体形短小的蒙古战马，阻挡不住，不得不败退下来。
第三天的战斗刚才展开，忽听西门“哗啦啦”一声响，一队花花绿绿的庞然大物冲了出来！
原来，花剌子模人驱赶着二十头战象，每头战象的背上都披着五颜六色的铁甲，让它们走在骑兵的前头，作为开路的先锋，对蒙古骑兵进行冲击。
这战象果然厉害！每头战象的身后，都有专人用绳牵着，并用皮鞭在后面不断地抽打着，硬逼着它们向前奔跑。于是，这些力大无比的庞然大物，怒吼着向前冲去！它们又窜又跳，又粗又长的大鼻子，一会儿高高扬起，一会儿左右甩动，还有的战象，从它的长鼻子里喷出一股很大的水柱，如瀑布一般冲向前去！蒙古军队虽然勇不可挡，可是面对这支战象的队伍，他们起先还想抵抗，转眼之间，被大象的鼻子连甩带打，再加上猛力地冲撞，立刻便支持不住，“呼啦啦”一阵连响，便溃乱不堪、一败涂地了。
于是，战象在前面又冲又撞，又踩又踏，后面是阿勒巴儿汗的骑兵队伍，他们举起战刀，左砍右劈，杀得蒙古骑兵纷纷坠马，余者不敢恋战，不得不落荒而逃了。
此时，站在高岗上的成吉思汗看得分明，眼看自己的兵马如大山倒下来一般，败得那么惨烈，又见战象队伍如此猖狂，心中焦急万分！突然，情急生智，他猛然看见耶律阿海站在前面，不禁眼睛一亮，立刻下令让耶律阿海赶快领着炮队，去把那队战象歼灭掉。
耶律阿海得令后，立即带着他的炮队，迎着那队狂奔着的战象，连续发射弩炮，并用火焰喷射机、火箭投射器等，向战象头上、身上连续打击，顿时有几头战象被打死，有的被火烧伤，于是它们挣断了拴着的绳索，扭头向回跑，把阿勒巴儿汗的骑兵冲得七零八落，纷纷躲避。
而察合台的队伍负责追杀着阿勒巴儿汗的骑兵的任务。
那支被大象追逐的军队是术赤指挥的，这工夫，也返身回来，加入歼灭战象的洪流，一齐叫喊着，杀向前去。
后来，战象逃回城里，阿勒巴儿汗也带着他的骑兵队伍回到城里，清查以后，发现二十头战象死了六头，有九头受了伤，只有五头战象无恙，但已累得精疲力竭，吓成一堆肉泥，睡在地上一动也不动，像死了似的。
阿勒巴儿汗很生气，他原以为今天会取得完全的胜利，用战象作开路先锋，把蒙古兵马冲垮，自己领骑兵随后追杀，争取一举击溃成吉思汗的队伍，为撒马耳干解围。未想到，黄鼠狼未打着，反而惹了一身臊！
若不是自己的战马跑得快，不被蒙古人活捉了去，也会被逃回的战象撞死、踩死的！他愈想愈气，忽又得到城内部分法官和教长出城投降的消息，恨得咬牙切齿。
原来，城内兵马被打败回城，有一些伊斯兰教的首领和一些披戴头巾的长老们，趁着阿勒巴儿汗等领兵回城的机会，悄悄出了城门，直接奔向蒙古大营，要求拜见成吉思汗。
大汗高兴地接见了他们，并从中打开了攻城的突破口。
于是，那些伊斯兰教的首领与长老带着术赤的兵马，从西北门里顺利地进到城里，占领了这座城门。等到城墙被推倒之后，成吉思汗的大军便浩浩荡荡地开进撒马耳干城里，迅速消灭了城上的守军，占领了全城，此时，正是公元一二二〇年的五月十七日，成吉思汗只用了八天的时间，就攻破了这座被谟罕默德吹嘘为“不可攻破的城市”。
听说教主与长老献城投降，蒙古兵马已经进城了，守城的主将塔海汗无法，只得随着阿勒巴儿汗等一起，把三万八千多兵马带入城堡。
原来，撒马耳干城由三部分组成，不过，这个城市的三部分是由南而北，依次排列，先是城堡，接着是
