Cengiz Han kurduğu devleti kısa zamanda bir imparatorluk haline getirdi ve batıda Harzemşahlarla sınır komşusu oldu. Bütün gücüyle Çin fethine yönelen Cengiz Han, Harzemşah hükümdarı Alaeddin Muhammed’le bir ticaret antlaşması yaptı ve iki devlet arasında kısa süreliğine de olsa bir barış ortamı oluştu. Fakat, Alaeddin Muhammed, Cengiz Han’ın Çin’i kendisinden önce davranıp fethetmesine ve kendisine gönderdiği mektupta ‘Oğlum’ diye hitap ederek onu küçük görmesini kabullenemedi. Ticari antlaşma dolayısıyla Cengiz Han topraklarından yola çıkan Müslüman bir kafile Harzemşahların Otrar valisi İnalcık tarafından casuslukla suçlandı ve kafile yağmalanırken kafiledekiler de katledildi. Cengiz Han, bu olay karşılığında bir elçi gönderip antlaşmanın geçerli kalması için Otrar valisinin kendisine teslim edilmesini istedi. Alaeddin Muhammed devletinin valisi olmasının yanı sıra akrabası da olan İnalcık’ı teslim etmedi ve gelen elçinin kafasını Cengiz Han’a yolladı. Bunun üzerine Cengiz Han, 200 bin kişilik devasa bir orduyla Harzemşah toprağına girdi. İnalcık ağzından ve burnundan eritilmiş gümüş dökülerek idam ettirildi. Şehirler birer birer düşmeye başladı ve Harzemşahlar Moğollara karşı hiçbir savaşı kazanamadı. Bu olayların üzerine Alaeddin Muhammed Azerbaycan civarına kaçtı ve orada vefat etti.
Ülkede bu olaylar olduğu sırada Harzemşahlıların son sultanı olacak olan Celaleddin Mengüberdi, başkent Ürgenç’te bulunuyordu. Hem Moğolların süratle Ürgenç’e doğru gelmeleri hem de diğer iki erkek kardeşinin onu tahtan uzaklaştırmak için ona karşı bir suikast içerisinde olması onu Ürgenç’ten ayrılamaya mecbur etti. Moğollar, Harzemşahlıların başkentini aldılar, şehzadeler de dahil olmak üzere birçok kişiyi öldürdüler.
Celaleddin Harzemşah Ürgenç’ten ayrıldıktan sonra bir süre valiliğini yapmış olduğu Gazne şehrine geçti ve burada 50 bin kişilik bir ordu topladı. Celaleddin’ in bu hamlesi üzerine Cengiz Han, Şigi Kutugu önderliğinde 30 bin kişilik bir orduyu Celaleddin’ in üzerine gönderdi. Celaleddin Harzemşah, Moğolların hem Gazne’ye girişlerini hem de Moğol ordusunun Harzemşah ordusunun ardından dolanıp Harzemşah ordusunu iki ateş içinde bırakmalarını engellemek için dağlık bir arazi olan Pervan’da onları karşıladı. Arazinin dağlık olması Moğolların klasik taktiğini uygulamalarına izin vermemişti. Şigi Kutugu önderliğindeki Moğollar Harzemşahlılarla yakın mesafede savaşmak istiyor ve bu sayede onları yenebileceklerini düşünüyorlardı. Fakat onlarla yakın mesafeye girmelerine uzak mesafe atışı yapabilen oklar ve mızraklar engel oluyordu. Bu nedenle Moğol ordusunun yarısı ölmüştü. Şigi Kutugu, çarpışmayı bir gün erteledi ve samandan yaptırdığı askerlerle takviye ordusu geldiğini düşündürüp Harzemşah ordusunda panik havası oluşmasına sebep oldu. Ancak günün ışımasıyla takviyenin gelmediği anlaşıldı ve Moğollar Harzemşahların baskınlığına daha fazla dayanamayarak geri çekildiler. Celaleddin Harzemşah bu sayede Moğolları yenen ilk Türk oldu.
Cengiz Han, Celaleddin’le bizzat ilgilenmeye karar verdi ve ordusuyla Celaleddin’in peşine düştü. Celaleddin Harzemşah, tıpkı Pervan’da yaptığı gibi Moğolların ordusunun arkasından dolaşmasına izin vermeyecek güvenli bir yer arayışında Hindistan’a doğru ilerliyordu fakat Gazne halkı da katledilecekleri korkusuyla orduyla beraber geliyorlar ve bu da Harzemşah ordusunu yavaşlatıyordu. Kısa süren bir kovalamacanın ardından iki ordu İndus nehrinin yakınlarında karşılaştı. Celaleddin Harzemşah komutasındaki ordu bir yanında dağ bir yanında İndus nehri olacak bir biçimde yerleştiler. Uzun bir süre iki ordu da birbirine üstünlük sağlayamadı. Harzemşahlar savaşı kazanmaya yakın oldukları bir anda en başından beri uyguladıkları taktiği unutarak Moğolları geriye itmeye ve dağ ve nehir arasındaki Harzemşah ordusunun bu korunaklı alandan çıkmasına sebep oldular. Bu sayede Moğollar bu boşluktan yararlandı ve Harzemşah ordusunu kıskaca aldı. Harzemşah ordusunun çoğu öldü ya da yaralandı. Celaleddin Harzemşah’ın eşi ve çocuğu esir düşmek istemediklerinden canlarının alınmasını istediler. Başka çaresi olmayan Celaleddin, nehri geçmeye karar verdi ve atını nehre sürdü. Cüveyni’nin rivayetine göre Cengiz Han Celaleddin Harzemşah’ın bu cesareti üzerine “Benim oğlum da böyle olmalıydı.” demiştir. Celaleddin, en güvenilir adamlarıyla nehri geçtiğinde yanında sadece 700 kişi kalmıştı. Moğollar uzun süre Celaleddin’in peşine düştülerse de ondan aylarca haber alamadılar.
Tarihçilerin Celaleddin Harzemşah hakkındaki yaptıkları eleştirilerin başında, Delhi Sultanlığı, Abbasi Halifeliği, Eyyübi Devleti ve Anadolu Selçuklu Devletiyle birliktelik kurup Cengiz Han’a karşı savaşmak yerine bu devletlerle savaşması gelir. Çok iyi bir kumandandır fakat iyi bir devlet adamı olamamıştır.
