成吉思汗晚年的時候，選擇了自己的三兒子窩闊台做繼承人。窩闊台驍勇善戰、心懷寬廣，且善理朝政。他曆經曲折登上汗位之後，任用耶律楚材為中書令，采用漢法，改革稅製，為蒙古帝國最終占領中原奠定了經濟基礎。
位居汗儲
公元1219 年，成吉思汗準備揮師西征。臨行前，成吉思汗召見自己所有的兒子和同胞兄弟，議定窩闊台為汗位繼承人。隨後，窩闊台同父親踏上了討伐花剌子模的征程。
窩闊台、察合台奉命統兵攻打訛答剌。由於城內的防禦工事極為堅固，且糧食儲存充足，他們久攻不下，就這樣僵持了數月。
數月之後，城中糧盡援絕，部分敵軍想乘夜色突圍出走，結果被全部圍殲。窩闊台攻下訛答剌後，大肆殺掠，將其夷為平地。
公元1220 年夏，成吉思汗率軍在撒馬爾罕、那裏沙不附近的草原休養士馬，準備下一步的進攻。
進入秋季後，成吉思汗派遣窩闊台、察合台率領右翼軍，去攻打花剌子模首都玉龍傑赤，命術赤率本部兵從其駐營地南下會合。
受命的窩闊台、察合台和術赤各率本部兵馬，先後抵達玉龍傑赤城下。玉龍傑赤城跨阿母河兩岸，中有橋梁相連，蒙古軍準備奪取該橋，卻被守軍將士殺死。城內的守軍見蒙古軍這麽好對付，氣焰就更加囂張了。
此時，察合台因為是攻還是守的問題與術赤起了爭執。兄弟失和，致使蒙古軍號令不一，一連數月也未見攻城。
在阿富汗境內的成吉思汗了解情況後，便委派窩闊台為最高指揮官，由他統一指揮。
窩闊台隨後努力調解兄弟關係，嚴整軍紀，並聚集力量總攻。他采取縱火燒屋的辦法，將城內居民全部趕到城外；同時又令人挖開阿母河的河堤，將河水灌入城內，把城中未被趕走的人全部用水衝走。