蒙古大军首先将撒马尔罕四道城门封死，然后将城墙团团围住，哲别对成吉思汗说，我马上率领两万骑兵追击阿拉丁和他的花剌子模骑兵。
成吉思汗说，天色已经很晚了，大军征战两天十分疲惫，且这里地形我们没有花剌子模骑兵熟悉，追击太甚容易遭遇敌军埋伏。还是好好休整一下，明天再行追击吧。
于是蒙古大军围绕撒马尔罕城墙五里处安营扎寨，其中汗帐位置设于撒马尔罕北门处，然后放出哨探、生火做饭，进行休整。
克孜尔库姆沙漠之战，蒙古大军战死三千余骑兵、五万余攻城步兵、两万余后勤步兵。而花剌子模骑兵战死十余万，步兵也几乎全军覆没。阿拉丁率领不到五万骑兵逃往玉龙杰赤。
次日凌晨，成吉思汗召开库里台会议，决定组建组建蒙古征西军，任命哲别为主帅、速不台为副帅，率领两万蒙古骑兵、四千重兵器车兵、一千工匠兵、一万五千后勤步兵，骑乘三万余匹战马，携带一千余辆“铁甲战车”的粮食物资、长短弓箭以及少量火炮，追击阿拉丁及其花剌子模骑兵。
哲别说，此战以后，我军也仅剩下十余万人马，而撒马尔罕城内还有几十万守军，成吉思汗给我四万人马，您这里只剩下六、七万人马了，万一撒马尔罕守军出城来攻，那该如何是好？
成吉思汗说，撒马尔罕城内虽有几十万守军，但都是临时征集而来的，没有什么战斗力，而哈萨尔增援的两万骑兵和铁木格等将征召的士兵不日就可以来到撒马尔罕。你们就放心追击阿拉丁吧。不过你们你们这支队伍里没有攻城步兵，你们只能从沿线征服的城池里补充了。在兵力没有补全之前，你们可以采用虚设营火的方式以迷惑敌军。
哲别说，我们一定不辱使命，早日擒杀阿拉丁！
成吉思汗又说，你们不要追的太近，以免中敌军埋伏。但是要不停的追击，不能让阿拉丁在一个地方呆久了，这样他就有时间集结军队。为什么要让你们带上重兵器车？因为你们携带的粮食物资有限，沿途你们可以通过征服一些小城池来解决全军寄养问题，如果那些城池的军民愿意归顺大蒙古国，补齐军需粮草后立即开拔追击阿拉丁。如果他们反抗，就攻下那些城池，杀光城内百姓，抢光城内财物。每辆重兵器车和铁甲战车，都配备有战马拉运，不会影响你们的行军速度。等你们把阿拉丁追的疲惫不堪时，在寻找机会一举歼灭。如果他们集结了很多军队你再快马报我，我再率领大军前来前来增援。
哲别说，遵成吉思汗命。
次日凌晨，哲别和速不台率领两万骑兵、两万步兵继续西进。成吉思汗则率领不到八万的蒙古大军主力继续围困撒马尔罕。
在撒马尔罕城墙上的阿勒巴儿汗经过认真查探，发现蒙古大军连十万人马都没有，于是向秃儿干和兀思剌黑建议，准备出城偷袭蒙古大军。
秃儿干兴奋的说，那赶快从我们的预备军中征集十万人马，三天以后出城偷袭蒙古大军！
阿勒巴儿汗领命而去。
可是正当阿勒巴儿汗征集十万人马准备出城偷袭蒙古大军时，却发现蒙古大军的援军已经源源不断的开至撒马尔罕城下。
首先开来的两万蒙古骑兵，他们还带了上万枚耶律不花在原西辽地区制造的火炮。紧接着铁木格等将在花剌子模中部、东部、北部地区征召的攻城步兵也陆陆续续来到撒马尔罕附近。
阿勒巴儿汗又赶紧向秃儿干和兀思剌黑做了禀报。秃儿干已是六十多岁的老人，没有冒险的勇气。兀思剌黑也怕万一偷袭蒙古大军失败，剩下的那些预备军更是无法守城。三人商量很久，都迟迟下不了出城偷袭蒙古大军的决心。
而不到五日，撒马尔罕城下的蒙古大军又增加到二十余万人马。其中蒙古骑兵八万余人马，攻城步兵增至十万，主要由花剌子模人组成，原来的蒙古步兵则编入后勤步兵、重兵器车兵和工匠兵。
蒙古大军厉兵秣马、积极备战，准备向撒马尔罕发起总攻。