蒙古大軍進入撤麻爾干后才發現，摩訶末早已逃走，成吉思汗于是派大將哲別和速不臺率軍隊前去追擊。摩訶末不停地逃跑，最后逃到里海的一個小島上躲了起來，僥幸逃過了蒙古人的追捕，但受到極度驚嚇的摩訶末也走到了自己生命的盡頭，不久后就病死在這座孤島上。具有戲劇意味的是，追擊摩訶末的蒙古軍隊并沒有得知他的死訊，為了捉拿摩訶末，這支蒙古軍隊從里海南邊攻入波斯和南高加索地區，此后又越過高加索山，橫掃欽察草原、俄羅斯平原南部及烏克蘭地區。
摩訶末死后，他的兒子扎蘭丁糾集了一些殘兵敗將，企圖繼續抗擊蒙古大軍。1221年，蒙古軍隊在印度河畔與扎蘭丁的部隊展開了決戰。靈活機動的蒙古鐵騎再次顯示出強大的威力，花剌子模的軍隊被徹底擊潰，扎蘭丁逃入印度。1223年，成吉思汗率主力部隊東返。由哲別、速不臺統領的部隊也在擊敗了斡羅斯（俄羅斯）諸國王公與欽察人的聯軍后退兵，大軍渡過伏爾加河，經由里海、咸海以北與成吉思汗會師，一同回到蒙古，第一次西征取得勝利。
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