穆罕默德獲得蒙古大軍渡過阿姆河的消息，巧妙地躲過了蒙古軍的追捕，逃到阿摩爾（即現在的伊拉克地區）。穆罕默德此時已是山窮水盡，不久染上了肺炎，病情日重，1220年12月，他淒涼地與世長辭了。西域大國花剌子模的國王，被草草地葬在青山之上。
“我們要活捉穆罕默德，帶他去見我們的大王。”哲別大聲喝道，士兵們隨聲附和，聲聞數裏。
成吉思汗下令軍馬休整，養精蓄銳，準備下一回合的戰爭。雖然已經攻下了撒馬爾罕，但是花剌子模王國幅員遼闊，殘餘的勢力仍不斷地負隅頑抗。九尾白旗所向之地，戰無不勝，攻無不克。蒙古軍隊已攻下了現在的伊朗、阿富汗的全部領土。
公元1221年2月，成吉思汗聽來使報告說穆罕默德已於去年年底病死了，因此無法把他活捉回來。哲別、速不台認為有辱使命，希望能夠將功贖罪，於是一路北行，進入高加索地區，把驍勇善戰的欽察人一直趕到俄羅斯去。這些強壯的俄羅斯人個個騎馬持盾，他們雖然已經習慣於和遊牧民族作戰，可是他們的動作卻十分遲鈍，而且內部分裂，爭端時起，兩軍在大草原上激戰了兩天，欽察人死傷過半。
這次長征是人類曆史上一次偉大的壯舉，也隻有堅忍不拔的蒙古軍能完成這項創舉。這次隨行的學者，曾將所經之處的地理位置詳細記錄下來，在各大道建立驛站，征服的地區則遴選當地的官吏統治，而由一蒙古人監督，歲數到一定年齡的，都列入戶籍登記。
成吉思汗的西征，一共花了三年時間，如今他已是60歲的老人了，雖然氣概如昔，但是身體卻逐漸老邁，他接受耶律楚材的建議，從山東萊州迎來長春真人丘處機，讓他講授長生不老之術。這一年是公元1222年。
此時成吉思汗的大本營仍設在中亞。他隆重地接待長春真人丘處機。成吉思汗問道：“您千裏而來，能夠告訴我有什麽不老仙丹嗎？”