1218年，成吉思汗令哲别率领两万骑兵征讨西辽。哲别尚未到达哈失哈儿城（今新疆喀什），屈出律已逃之夭夭。哲别抵达后，曾派人向当地居民宣布宗教信仰自由的政策，得到居民们的一致拥护，使屈出律所到之处，均遭到抵抗，被迫逃往巴达克山谷（今阿富汗境内）。因山谷崎岖不平，行走困难，蒙古军无法深入。因此，哲别跟当地猎户达成协议；如果能捉住屈出律并交付于蒙古军，蒙古军不再向猎户索取任何物品。
猎户因此包围了屈出律及其部卒，将其捉拿后，送交了蒙古军。哲别下令，将屈出律处死。同时，蒙古军顺利进入西辽都城巴拉沙衮（今吉尔吉斯布拉多内吉城），西辽各地领主相继归附，西辽国灭亡。西辽灭亡後，一位契丹贵族波剌黑前往波斯的克尔曼，花剌子模苏丹收用了他，成立了一个名为后西辽的国家，在1259年投降蒙古军，蒙古人授予他库鲁汗称号。直至1309年，西辽彻底灭亡。
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