蒙古大军进入撤麻尔干后才发现，摩诃末早已逃走，成吉思汗于是派大将哲别和速不台率军队前去追击。摩诃末不停地逃跑，最后逃到里海的一个小岛上躲了起来，侥幸逃过了蒙古人的追捕，但受到极度惊吓的摩诃末也走到了自己生命的尽头，不久后就病死在这座孤岛上。具有戏剧意味的是，追击摩诃末的蒙古军队并没有得知他的死讯，为了捉拿摩诃末，这支蒙古军队从里海南边攻入波斯和南高加索地区，此后又越过高加索山，横扫钦察草原、俄罗斯平原南部及乌克兰地区。
摩诃末死后，他的儿子扎兰丁纠集了一些残兵败将，企图继续抗击蒙古大军。1221年，蒙古军队在印度河畔与扎兰丁的部队展开了决战。灵活机动的蒙古铁骑再次显示出强大的威力，花剌子模的军队被彻底击溃，扎兰丁逃入印度。1223年，成吉思汗率主力部队东返。由哲别、速不台统领的部队也在击败了斡罗斯（俄罗斯）诸国王公与钦察人的联军后退兵，大军渡过伏尔加河，经由里海、咸海以北与成吉思汗会师，一同回到蒙古，第一次西征取得胜利。
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