伊斯兰教撒马尔罕教长准备回家时，一名副教长拉住了他说，城里有很多人是突厥人，他们和蒙古人同宗同源，如果他们投降了，可能保住一条性命，而我们这些正教徒很难活命啊。
撒马尔罕教长说，你的意思是让我们坚决不能投降吗？
副教长赶紧摆手说，我不是这个意思，蒙古大军是不可战胜的，是上天派来惩罚那些突厥人、康里人的，和我们这些阿拉伯人没有关系。我听说不花剌的教长和教徒们就是因为及时投降蒙古大军，才使他们和全城百姓免受屠戮之灾。只要我们赶在那些突厥人投降蒙古大军前，先投降蒙古大军，或许可以保住一条性命。
撒马尔罕教长说，我命不足惜，如果投降蒙古大军，可以保全全城百姓的性命，就算顶个叛国者的骂名，也是值得的。但是现在我们已经被蒙古大军团团包围，城墙上也布满守军，我们的使者又如何冲的出去了。
副教长说，守军里面有我们的人，只要您同意，我去联络他们，放我出城，我亲自拜见成吉思汗。
教长说，那太危险了！
副教长说，虽然我主张投降，但是并不表示我贪生怕死，我只是为了全城百姓才提议投降的。只要能保住全城百姓的性命，我虽死无憾。
教长感动的说，既然如此，你就去吧，一定要注意安全，我会在真主面前为你祈祷的。
副教长来到城墙上，在信徒守军的协助下，翻过城墙，来到蒙古大军营地，被值夜的蒙古骑兵擒获。副教长对其中一名十户长说，我是伊斯兰撒马尔罕副教长，受教长委托前来投降蒙古大军，请带我拜见成吉思汗吧。
此时已是深夜，该十户长说，那你就在这里等着吧，我去看看成吉思汗休息没有？
过了一会儿，该十户长返回来说，算你运气好，我过去时，正赶上成吉思汗起夜，他答应见你了。
于是副教长被带到汗帐，见到了成吉思汗。
副教长对成吉思汗三拜九叩后说，伟大的成吉思汗，我们的伊斯兰撒马尔罕教长知道蒙古大军是不可战胜的，所以委托我来拜见您，只要您愿意接受我们的投降，并不杀死城内百姓，不抢劫百姓财物，我马上返回城内禀报教长，请他组织信徒打开防守薄弱的东门，迎蒙古大军进城。
成吉思汗说，可以，只要你们打开城门，迎蒙古大军入城，我可以赦免那些确实没有抵抗蒙古大军的百姓。
副教长见成吉思汗说的话模棱两可，有些迟疑。
成吉思汗不悦的说，趁着黑夜，你快返回城内吧，明天上午必须打开城门，否则破城以后，鸡犬不留！
副教长只得离去，在信徒守军的协助下又返回城内，并向教长禀报了和成吉思汗面谈事宜。
九月初五上午，伊斯兰教的撒马尔罕教徒趁撒马尔罕守军不备，打开撒马尔罕东门，迎蒙古大军入城。
蒙古骑兵首先进入城内，然后迅速攻上城墙，剿杀城墙上的撒马尔罕守军。此时的撒马尔罕守军都是些预备军，没有什么战斗力，根本抵挡不住蒙古骑兵的猛烈进攻。阿勒巴儿汗等将只得率领守军一边抵抗、一边向花剌子模王宫撤退。
经过一天一夜的战斗，至九月初六凌晨，蒙古大军全部进入城内，并开始在城内清理残军和百姓。那些伊斯兰教徒及其家人大约五万余人被命令呆在家里，其余百姓全部被赶到城外。然后蒙古骑兵挨家挨户进行抢掠，有很多城内百姓，害怕出城后被饿死冻死，心存侥幸不想出城，就躲在家里的地窖里，被蒙古骑兵发现，全部杀死。
在剿杀撒马尔罕守军时，蒙古骑兵发现了在城里流窜的二十多头大象，但是背上的训象师和骑兵已不知所踪，便禀报成吉思汗如何处理。
一旁的察合台说，这些大象踩死我们很多士兵，就让我带领重兵器车兵把它们都杀了吧。
成吉思汗说，这些大象又不是人，只是受人驱使才来进攻我们的，就把它们赶出城去，让它们自生自灭吧。
于是这二十几头大象被蒙古骑兵用弓箭赶到城外。但是因为撒马尔罕附近只有沙漠没有草原，这些大象很快就被饿死了。