Завоевание Центральной Азии монголами под предводительством Чингисхана осуществлялось в два этапа. Главный удар был направлен против государства Хорезмшахов. В 1218 году монголы разгромили своего давнего врага Кучлука, незадолго до того ставшего гурханом государства кара-китаев, в результате чего территория кара-китаев оказалась разделена между Монгольской империей и Хорезмом. Осенью 1219 года началась война с Хорезмом, которая продолжалась до весны 1223 года. В этот период была завоевана основная часть государства хорезмшахов от реки Инд до Каспийского моря. Последний хорезмшах, Джалалуддин Мангуберди, сопротивлявшийся монголам ещё несколько лет, был окончательно разгромлен и умер в 1231 году.
Восхождение Чингисхана
В 1206 году на монгольский престол под именем Чингисхан взошел вельможа по имени Темучин.
В 1215 году Чингисхан закрепил свои победы в Северном Китае и обратил внимание на запад. В 1219 году он приказал Джебенюну завоевать Восточный Туркестан и Семиречье. Армия Чингисхана сокрушила могущественное государство и вторглась в Мавераннахр. Была собрана большая дань для укрепления Самарканда, но эти средства были растрачены, а городские стены не были укреплены.
Походы на Отрар, Бухару и Самарканд
В 1219 году Чингисхан двинулся на Отрар, большую и укреплённую крепость. Он разделил свои силы на две части, оставив одну для осады Отрара, и мобилизовал своего сына Джучи для завоевания Сыгнак, Узген, Дженда, а затем и Ургенч под его командованием. Пятитысячное войско было отправлено через Сырдарью к городам Бинкат и Ходжент. Сам Чингисхан с основными силами коротким путём через безводные степи добрался до Бухары. В феврале 1220 года Бухара была взята. Чингисхан передал город своим воинам на разграбление. Зловещая весть о печальной судьбе Бухары вскоре распространилась по всей Мавераннахру. Население охватили страх и паника. Хорезмшах Мухаммад трусливо приготовился к бегству. Тюркский Тогай-хан, возглавлявший защитников Самарканда, сдал город, надеясь поступить на службу к Чингисхану. Монголы взяли город штурмом и устроили резню. В живых осталась лишь четверть населения Самарканда.
Походы на Ходжент и Ургенч
В апреле 1220 года монголы заняли Ходжент. Вблизи Сырдарьи они захватили Бинкат. Правитель Ходжента Темур-Малик храбро сражался с монголами. Он достиг Ургенча со своим небольшим войском, сражаясь по пути. К лету 1220 года восточная и центральная части Мавераннахра были заняты монголами. Хорезмшах бежал. Он погиб на острове на южном берегу Каспийского моря. В Ургенче Темур-Малик некоторое время возглавлял народное войско. Он успешно сражался с Чингисханом. Осенью 1220 года Чингисхан одним махом захватил Термез.
Зимой 1221 года началась осада Ургенча. Жители города героически сопротивлялись врагу. Прежде чем Ургенч сдался, были захвачены города Балх и Мерв. К лету 1221 года вся территория Средней Азии перешла под контроль монголов. После смерти Чингисхана, в результате раздела Монгольской империи между наследниками, Моваруннахр был признан улусом сына Чингисхана, Чигатая. Сбор дани для дворца Чигатая был поручен местному купцу Махмуду Ялавочу.