當成吉思汗率領蒙古大軍主力攻打花剌子模南部地區時，術赤偏軍也在攻打玉龍傑赤。
此時的玉龍傑赤，雖然被圖兒罕太後在逃跑時帶走三萬騎兵，但還有七萬騎兵和十萬步兵駐守，加上城內百姓有一百五十萬之眾，能夠武裝起來的預備軍可達三十萬人。玉龍傑赤最高長官是圖兒罕太後的堂兄弟忽馬爾異密，也是一名職業軍人，很久以前就加入了花剌子模騎兵隊伍。他在術赤偏軍到來之前，組織工匠製造了上千輛重兵器車和大量武器裝備，並發動百姓到附近采掘石油、收集石塊。
而術赤偏軍不過兩萬騎兵、兩萬攻城步兵、五千重兵器車兵和工匠兵、五千後勤步兵。兵力僅是玉龍傑赤守軍的十分之一。因此忽馬爾異密並不把這支偏軍放在眼裡，以為憑借優勢的兵力，堅固的防禦工事，一定能阻止蒙古軍隊的進攻。
術赤偏軍開到玉龍傑赤城下後，在兩裡開外圍繞城牆安營紮寨，並把帥帳設在玉龍傑赤東門以東三裡處。
然後術赤偏軍通過射箭的方式將成吉思汗安民文書射入城內，勸降玉龍傑赤軍民。但忽馬爾異密自持手握重兵，拒絕投降。而其他官員也聽說蒙古大軍殺降的事情，所以也全部支持忽馬爾異密的決定。
次日淩晨，術赤便指揮重兵器車兵操作五百餘輛重兵器車攻打玉龍傑赤城牆。城牆上的守軍也不慌不忙操作上千輛重兵器車還擊。蒙古重兵器車雖然質量好但數量不多，玉龍傑赤重兵器車雖然是其一倍但質量又不好。交戰三月有餘，兩軍各有傷亡。
到了第四個月，術赤偏軍的糧食開始減少，而玉龍傑赤守軍的長箭、石油也消耗的差不多了。術赤心想，這樣打下去不是辦法，隻有把敵人引出來殲滅。
而此時忽馬爾異密也在想，必須在城內的弓箭、石油消耗完之前，主動進攻，才有取勝的可能。
又過了十餘天，玉龍傑赤守軍發射的火箭、拋擲的的石塊越來越少，術赤即命令兩萬攻城步兵開始推送攻城雲梯開始攻城。城牆上的花剌子模守軍也英勇反擊。
術赤見此情景，命令重兵器車兵向兩邊轉移，然後率領一萬蒙古騎兵也來到城牆下麵，全部下馬站在地上，使用射箭的方式襲擾城牆上的守軍。術赤此舉，是想引誘城內守軍出城作戰，再將其引誘到一個有利於蒙古騎兵作戰的地方圍而殲之。
圍而殲之的地方術赤也找到了，就在玉龍傑赤以東三十裡處的一塊形如麵盆的山穀，四麵環山，原本是圖兒罕太後的一個後花園，現在已成為一片荒漠。術赤早已讓察合台率領一萬騎兵埋伏於山穀周圍的山林裡。
但是術赤率領一萬騎兵在玉龍傑赤城下放箭好一陣子，忽馬爾異密卻始終按兵不動。因為他見蒙古騎兵箭術了得，遲遲下不了出城迎戰的決定。
於是術赤又學著三國時期諸葛亮罵司馬懿的樣子，讓蒙古騎兵扯起嗓子破口大罵，但忽馬爾異密和玉龍傑赤守軍又聽不懂他們在罵什麼，隻是感覺他們在示威、挑釁。於是術赤又找來一些懂花剌子模語言的步兵，寫文書射入城內。文書的內容是，玉龍傑赤最高長官，貪生怕死，膽小如鼠，寧做縮頭烏龜，妄稱花剌子模勇士。
忽馬爾異密收到文書後，勃然大怒，即率領七萬騎兵出城迎戰。
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