13世纪初，西辽政权趋于衰落，而以阿姆河下游地区为核心的花拉子模则日益强大，花拉子模沙摩诃末不愿再臣服于葛尔罕，便想方设法脱离西辽的控制和扩张自己的势力。大约1209一1210年，撒马尔罕的喀喇汗朝君主斡思蛮汗抗议葛尔罕的宗主地位，反而向花拉子模称臣，于是葛尔罕派兵镇压，但因东部作乱而撤回讨伐大军。摩诃末遂乘此机会进军撒马尔罕，令斡思蛮汗俯首称臣，并与之合军，在塔拉斯击败西辽，迫使其势力退出粟特地区，自己则取而代之。 于是，便形成了花拉子模与方兴未艾的蒙古势力直接对抗的局面。蒙古与花拉子模有过好几次通商兼外交的往来，最后一次是1218年，成吉思汗派遣了一个商队前赴花拉子模的边境城市讹答刺(Otrar，在今锡尔河右岸的阿雷斯河口附近)，成员多达四百五十人。然而，摩诃末竟将他们全部处死，没收所有财物，借口是商队中的一个印度商人冒犯了他。这一行为导致了花拉子模王朝的覆灭。1219年秋，成吉思汗率领的二十万大军抵达讹答剌，分成数路进击花拉子模的领地，成吉思汗与其幼子拖雷进军索格底亚那的核心地区。1220年的2月与3月，成吉思汗相继攻克布哈拉与撒马尔罕。学者芮传明等认为，总体来看，自从阿拉伯人政府索格底亚那以后，“粟特”作为一个政治实体已经式微，粟特人的传统特征已有所改变。此后，该情况愈演愈烈，在蒙古人征服中亚后，粟特语、拜火教等体现粟特人传统特色的文化已经不复存在于索格底亚那。
