后来，他们不得不派人去见成吉思汗，汇报玉龙杰赤久攻不下的情况。其使者报告说：“花剌子模攻不下来，蒙古军死亡甚众，其部分原因是术赤和察合台相互不和。”
成吉思汗听了这些话后动了怒，他下令让窝阔台担任全军统帅，统辖诸兄和全军，指挥作战。窝阔台素以足智多谋、能干、有远见著称。使者来到花剌子模，传达了成吉思汗的敕命后窝阔台奉命就任。他有分寸和灵活地每天会见诸兄，与他们相处得很好，并用极为巧妙的理事才干使他们表面上保持了和睦。他坚定地执行着自己的职责，将军中诸事安排得有条有理，加强了札撒的执行。
此后，蒙古士兵齐心协力地投入了战斗，当天就将旗帜插上了城头，进入了城内，用喷射石油的器械焚毁了街区，城民奔向城门。街头巷尾又展开了战斗。蒙古人展开了激战，将城内一个街区接着一个街区，一个院子接着一个院子地攻占下来，然后拆毁，付之一炬。玉龙杰赤人也不肯后退，节节防御，妇女、儿童也投入了战斗。双方进行了七天的反复争夺，最后城内军民被包围在三个居民区内，这时才开始乞降。他们派一个教长去见窝阔台、术赤等诸王说：“吾属已受王等之严威，使吾属感王等之恻隐，此其时矣。”术赤暴跳如雷，破口大骂：“彼等以抗拒而没我军之一部，则迄今受其严威者为吾曹；乃反谓彼等受吾曹之严威，兹吾曹将使彼等一受之。”最后，整个玉龙杰赤终于落入蒙军手中。他们下令把所有城民驱逐出城，并告诉城民们，凡是工匠技师可以聚集在一起。从他们中间将十万名左右的工匠分出来，押送到东方去。青年妇女和孩子们也驱入了俘虏队。当时，有些人担心工匠技师要到很远的地方去服劳役，混到居民中，不肯承认自己的工匠身份，结果这些人同其他居民一起被分配给蒙古军人。据说每个军人分到了二十四个俘虏，任凭他们刀砍枪剌、锹铲箭射，最后统统被杀死了。据一些史书记载，当时围攻玉龙杰赤的蒙军共五万人，每人杀二十四人，即杀死了一百二十万人。