بعد أن فرغ جنكيز من تدمير بخاری، اتجه صوب سمرقند وأسر جمعاً كبيراً من أهالي بخاري واصطحابهم مع جيشه. وكان جند جنكيز القساة يجرون أسرى بخارى وراء خيولهم ويقتلون من يعجز منهم عن السير وحين اقتربوا من سمرقند تركوا الأسرى وراءهم ليلحقوا بالفرسان الذين يتقدمون الهجوم على سمرقند. وكان الهدف من ذلك إيهام مسلمي سمرقند أن هذا الحشد العظيم هو جيش المغول فيتملكهم الرعب من كثرته. وفي اليوم التالي وصل الأسرى، ومع كل عشرة منهم علم أمرهم المغول بالتحرك به. وتحقق للمغول ما أرادوا وظن أهل سمرقند أن هذه الحشود هي جيش جنكيز، فأغلقوا بوابات المدينة وبدأوا في المقاومة. يقدر المؤرخون تعداد جيش خوارزمشاه في سمرقند ما بين خمسين ألفاً ومئة وعشرة آلاف؛ والرقم الأخير يبدو مبالغاً فيه إلا إذا أضفنا تعداد أهالي سمرقند الذين هبوا لقتال المغول إلى عدد الجنود. على أية حال فقد تحاشى جيش السلطان مواجهة المغول رعباً منه. ولكن في ثالث أيام الحصار، أرسل أهل المدينة عدداً من محاربيهم إلى خارج المدينة لمهاجمة جنكيز. وقد تقهقر جند جنكيز في البداية أمام المسلمين، ثم استدرجوهم إلى كمين وقطعوا الطريق بينهم وبين المدينة وأعملوا القتل فيهم. وبلغ عدد هؤلاء القتلى ما بين خمسين ألفاً وسبعين ألفاً. وبعد أن علم أهالي سمرقند بواقعة استشهاد محاربيهم، وهنت قواهم. وتوانى الجيش الخوارزمي بقيادة طغاي خان شقيق تركان خاتون عن القتال بدعوى أنهم ينتمون إلى جنس المغول نفسه، وطلبوا الأمان من جنكيز. ولم يواصل الدفاع سوى عدد قليل من الأهالي وأبوا الاستسلام وتحصنوا بقلعة المدينة. وقد استمر حصار سمرقند من خمسة إلى عشرة أيام باختلاف المؤرخين. وباستسلام الأتراك الخوارزميين لم يجد الأهالي أمامهم من سبيل سوى إيفاد وفد منهم برئاسة شيخ الإسلام والقاضي إلى جنكيز ليعلنوا التسليم ويفتحوا بوابات المدينة أمامه. واجتاحت جحافل جند جنكيز سمرقند في عاشوراء من سنة 617هـ. وبعد تدمير قلعة المدينة، خرج الأهالي منها ووجهت لهم الدعوة لتسليم أسلحتهم وأموالهم ودوابهم. وبعد نهب ممتلكاتهم بدأوا في قتلهم وإحراق المدينة وهتك أعراضهم، وتكررت الكارثة التي حاقت ببخارى. ( .. كل من كان في القلعة طردوه إلى الصحراء وفصلوا الأتراك عن العرب، وحلقوا رؤوس الأتراك من الأمام على شاكلتهم ووطنوهم. وفيما عدا الأتراك، فقد أعدموهم مع غروب الشمس. وفي تلك الليلة، غرق القنقليون عن آخرهم في بحار الدمار ونار الحريق، وكان عددهم أكثر من ثلاثين ألفاً من القنقليين والترك. وكان مقدموهم هم برشماس خان وطغاي خان وسرسيغ خان وأولاغ خان وعشرين ونيف من أمراء السلطان وساد المدينة والقلعة الخراب وتجرع الأمراء والجنود والناس كؤوس الهلاك. وفي اليوم التالي تم إحصاء من أفلتوا من نصال السيوف، وتم تعيين ثلاثين ألف رجل منهم كحراس وساقوا مثلهم من الشباب ضمن جماعة الجيش (حَشَر) وسمحوا للبقية بالعودة فكانوا من زمرة الناجين. وتم فرض مئتي أ ألف دينار على المستسلمين، وتم تكليف ثقة الملك والأمير عميد الكبير اللذين كانا من كبار أعيان سمرقند بتحصيل ذلك الخراج. كما عينوا طائفة. منهم كشرطيين، وأخذوا بعضاً من جماعة (حَشَر) نحو خراسان، وساقوا بعضاً آخر مع أبنائهم إلى خوارزم. وكانوا بعد ذلك يجندون المزيد من الشباب الذين لم يفلت منهم الكثير. وهكذا فقد ساد الخراب العام ...