巴哈木勒克回到蒙古大营，把此事禀报给拖雷。
拖雷大怒，果然迁怒于巴哈木勒克，下令杀死了他。
此时的拖雷偏军，又征集了一万攻城步兵、制造了两百余辆重兵器车。拖雷把原来的攻城步兵八千改为后勤步兵，两千改为重兵器车兵，并让他们熟悉使用铁甲战车和重兵器车，准备攻打马鲁城。
三天以后凌晨辰时，拖雷下令全军向马鲁城东门发起进攻。
两百余辆重兵器车把火箭、石块投掷到城墙上，马鲁城守军也不甘示弱，使用三百余辆重兵器车进行还击。
战斗持续了十余天，马鲁城重兵器车数量虽然多于蒙古重兵器车，但是质量不好、射程不远，且长箭、石油、石块慢慢减少。
摩子儿穆勒克心想，我军兵力十倍于蒙古军队，必须在长箭、石油、石块消耗完前，主动进攻蒙古军队，才有取胜的可能。
次日凌晨天还没亮，摩子儿穆勒克率领三十万人马，在城门打开的一瞬间，一窝蜂的往外冲。
蒙古军队一向重视哨探警戒，每天十二时辰都有重兵轮流站岗。当花剌子模士兵冲出来后，哨探赶紧鸣锣示警，蒙古军队很快集结起来，应对花剌子模士兵偷袭。
两千蒙古重兵器车兵利用重兵器车攻击冲出来的花剌子模士兵，但是很多花剌子模士兵已经冲到重兵器车前面了。蒙古攻城步兵赶紧上去与冲在前面的花剌子模士兵攻杀。蒙古后勤步兵也在上千铁甲战车的掩护下，压上去通过射箭的方式攻杀花剌子模士兵。蒙古骑兵则在后面督战。
但拖雷担心蒙古步兵战死太多，于全局不利，于是一刻钟后，即命令副万户长弘吉剌赤古率领蒙古骑兵，向花剌子模士兵发起冲锋。
弘吉剌赤古，又名脱忽察尔，是成吉思汗岳父弘吉剌德薛禅的孙子，弘吉剌安成的儿子，成吉思汗四女儿孛儿只斤秃满伦的丈夫。他自幼学习骑马射箭，成年以后加入蒙古骑兵，也是蒙古大军里面一名勇将。
弘吉剌赤古率领一万骑兵很快冲入其中，与蒙古步兵共同攻杀花剌子模士兵。
花剌子模士兵虽然人数众多，但都是老弱病残，很多连兵器都没有，拿着菜刀、木棍与装备精良的蒙古士兵搏斗。蒙古骑兵冲到他们当中，真的像猛虎冲进羊群一样。两个时辰后，花剌子模士兵已有十余万战死。
摩子儿穆勒克感慨的说，没想到蒙古骑兵战斗力如此强悍，这哪里是两军交战啊，分明就是一场屠杀。
摩子儿穆勒克叹了一口气，只得率领不到二十万的花剌子模士兵退回城内。在撤退的过程中，蒙古骑兵冲了上来，又杀死很多花剌子模士兵。还有几万花剌子模士兵，因为在城门关闭前没能进入城内，一些被蒙古骑兵杀死，一些逃到其它地方去了。
摩子儿穆勒克经此一战，一下子失去对抗蒙古军队的信心和勇气。决定派人去城外和蒙古军队议和。摩子儿穆勒克听说成吉思汗尊重宗教人士，当初撒马尔罕投降蒙古大军就是一名伊斯兰教长前去谈判的。于是摩子儿穆勒克找到伊斯兰马鲁城教长，请他出使蒙古军营商谈投降事宜。该教长本不愿意承担此项任务，但“苏丹”之命难违，只得同意。