军队与花剌子模相比人数不多，却代表着当时世界上军事力量的最高水准。特别是其中的蒙古军从1189年起在成吉思汗带领下连续不断地打了30年仗，早已成为一架战争机器。
花剌子模征集了40多万人的军队准备迎战。阿剌丁的战略方针是全面防守，作战策略是重兵屯守城镇，坚壁清野，迫使蒙古军退兵。具体战略部署是：将军队主力配置在锡尔河、阿姆河及河中地区，分城据守，防御中心设在都城撒麻耳干(今乌兹别克斯坦撒马尔罕)和旧都玉龙(今土库曼斯坦库尼亚乌尔根奇)；将战略预备队配置在河中地区待命机动，准备在撒麻耳干外围地区与蒙古军进行战略决战。
1219年6月，成吉思汗带辅臣耶律楚材进至今新疆阿勒泰地区额尔齐斯河上游。
西征军在此举行了盛大的出征誓师仪式。“车帐如云，将士如雨，牛马被野，兵甲辉天，远望烟火，连营万里。”
这就是耶律楚材笔下当时在额尔齐斯河畔目睹西征大军威武壮观的写照。
蒙古人的高悬惩罚之鞭的军威是一派怎样的气势？
耶律楚材在诗中赞叹道：“天兵饮马西河上，欲使西戎献驯象。旌旗蔽空尘涨天，壮士如虹气千丈。秦王汉武称兵穷，拍手一笑儿戏同。”
在耶律楚材看来，蒙古军西征是惊天地，泣鬼神的壮举，穷兵黩武的秦王汉武的战争行动与成吉思汗相比，简直如同儿戏般可笑。
成吉思汗与众将召开部署西征的最高国事大会，命次子察合台、三子窝阔台、幼子拖雷及诸将各自率军从额尔齐斯河源头出征，正面进击花剌子模的锡尔河防线。在此之前，成吉思汗命当时在蒙古西部征服乞尔吉思部的长子术赤率军南下，会同西辽境内的哲别军从南路出征。
早在1218年冬，术赤、哲别率3万名骑兵从刚刚占领的西辽领堆(今新疆喀什、和田地区)出发，在帕米尔高原人踪绝迹的山谷间探寻通往西域之道。隆冬季节，蒙古军翻越海拔4000～7000米的冰山雪岭，这是一条上千里的酷寒与死亡之路，不少人马倒在途中。经过艰苦跋涉，蒙古军进入天山山脉的阿赖山北麓，于1219年夏季突然出现在花剌子模国的费尔干纳盆地，四处袭扰。
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