1132年，耶律大石西征軍到達葉密立（今新疆額敏縣），并在此修筑城池，招撫當地突厥部族。這里水草豐美，氣候涼爽，宜于放牧；但是處于高山、沙漠包圍之中，地面狹小，不可能長期供養一支強大的軍隊，成為一個威攝中亞的國家。于是耶律大石決定通過高昌回鶻王國，向西擴展。他率軍出發之前給回鶻畢勒哥送去書信，說遼朝“與爾國非一日之好”“今我將西至大食，假道爾國，其勿致疑”。回鶻王收到這封信后，耶律大石的軍隊已兵臨城下，只好大開城門，把耶律大石迎進宮中，大宴三日，在耶律大石臨行時又獻馬六百匹、駱駝一百頭、羊三千只，并表示愿送質子孫，作為附庸，并一直把耶律大石及其軍隊送到境外。
耶律大石率領軍隊翻過天山后，向西推進。東喀喇汗王朝的阿赫馬德汗集合軍隊進行抵抗。耶律大石的軍隊被擊潰，退至高昌回鶻王國。但這次回鶻王畢勒哥卻再不迎接，而是掩殺、追襲，俘虜了耶律大石的將領撒八、迪里、突迭等。耶律大石帶領敗兵回到葉密立后，接受了這次出征的教訓，繼續“養兵待時而動”。 西遼末帝耶律大石率領主力部隊西征后，金朝西北前線很快得到情報。第二年，即1131年，金軍元帥粘罕發燕云漢軍和女真軍一萬人令右都監耶律余睹率領，北攻可敦城；又發燕云、河東夫運糧隨行。金軍的這次進攻卻因為沙漠的阻擋而以失敗告終，《大金國志》記載：“可敦城自云中由貓兒莊銀甕口北去，地約三千余里，盡沙漠無人之境。是行也，三路之夫，死不勝計，車牛十無一二得還。”
耶律大石在東線擊敗了金軍的進攻，取得了巨大的勝利，西征喀喇汗王朝雖遭慘敗，但及時調整了方針，與民休息，得到了當地突厥各部族的擁護，戶數達到四萬，疆域空前擴大，東起土兀刺河（今土拉河），西至也迷里河。1132年2月5日，耶律大石在文武百官的擁戴下，在葉密立城登基稱皇帝。號菊兒汗（或譯為古兒汗），意為“大汗”或“汗中之汗”。群臣又上漢尊號“天志皇帝”，建元“延慶”。至此，西遼王朝創立完成。
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