于是失吉忽秃忽和耶律楚才率领后勤步兵全部出动，带着军中所有木桶，到附近寻找石油泉眼，提炼石油。
后勤步兵在耶律楚才的指导下，使用最简单的提捞方式提取石油，就像用吊桶在水井中提水一样，把石油从油井中提取上来，再把里面的杂物污渍去掉。
不过虽然撒马尔罕附近石油泉眼甚多，但很多已被撒马尔罕守军挖掘走了，里面石油很少。后勤步兵不得不使用工具继续挖掘油井。到了凌晨卯时，仅挖掘、提炼石油（当然是非常粗糙的原油）一百余桶，大约两千来斤。
成吉思汗看着这些油桶却高兴的说，虽然我们挖掘、提炼的石油不多，不过我昨天晚上苦思冥想一夜，已有破敌之法，只需要很少的石油就可以攻破撒马尔罕。
众将急问，成吉思汗有何妙法？
成吉思汗说，将石油涂在我们的长箭上，点燃以后对着他们的油锅射，只要射到他们的油锅之中，必然引起熊熊大火，这样撒马尔罕城墙可不攻自破。当然不光是长箭，我们的短箭也可以采用这种方法攻城。我要让花剌子模人搬起石头砸自己的脚！
众将兴奋的说，成吉思汗英明！
成吉思汗亲自来到阵前，指挥重兵器车兵将所有的长箭箭头全部涂上石油，然后用火把依次点燃，把这些长箭变成“火箭”，然后使用放弩车开始攻击撒马尔罕城墙。
上千支火箭射到撒马尔罕城墙上，很多落入撒马尔罕守军支起的油锅之中，引起城墙上燃起熊熊大火。
成吉思汗高兴的说，此法甚好，传令下去，给驻扎于其它三个城门的军队也送三十辆放弩车和一些石油过去，如法炮制攻打撒马尔罕城墙。同时派快马告诉哲别，让他们在西进的时候注意发现油田，他们也可以使用这种方法攻击花剌子模骑兵和其它城池。
阿勒巴儿汗见撒马尔罕城墙到处燃起熊熊大火，悲愤不已、痛哭流涕说，难道真的天亡花剌子模啊！
阿勒巴儿汗赶紧向躲在城墙里面的秃儿干丞相作了禀报。
秃儿干愣了半天说，想办法突围吧，绝对不能让兀思剌黑王子落在蒙古人的手中。
阿勒巴儿汗于是命令巴力失马思汗和撒尔昔黑汗率领所有预备军来到城墙上，一边抵挡蒙古大军，一边灭火。自己则率刚组建的、已不到十万的正规军，保护兀思剌黑王储和秃儿干丞相等大臣从西门突围。
可是正当撒马尔罕守军准备从西门突围时，蒙古大军的放弩车封住城门，吐着火焰的蒙古长箭对准了刚刚打开撒马尔罕守军。
撒马尔罕守军多次发起突围，希望能杀开一条血路，但都被蒙古火箭射死。有些撒马尔罕守军好不容易冲过放弩车，又马上被蒙古骑兵冲上来杀死。阿勒巴儿汗只得率军退回城内。
当天的战斗让撒马尔罕的百姓恐惧万分。他们聚集在中心大广场，商量怎么办？有的主张和蒙古大军血战到底，因为蒙古大军一旦破城肯定把全城百姓全部杀光。有的认为蒙古大军不可抵抗，如果投降或许还有一线生机。有的认为这是上天对杀死蒙古商人和使者的惩罚，只能听天由命。
大家议论了很久，都没有商量一个结果，只得回去休息。