哲别偏军又行军两日后，兵临剌夷城城下。哲别偏军围绕剌夷城城墙安营扎寨，一边将成吉思汗安民文书射入城内，一边进行休整。
守城将领将成吉思汗安民文书呈给剌夷城最高长官。剌夷城最高长官赶紧来到城墙上查看军情。
副将问，长官，蒙古大军人数众多，又有很多新式武器，我们是坚守城池还是出城投降？
剌夷城最高长官没有见过蒙古重兵器车的威力，他自信的说，我受苏丹陛下重托，岂可出城投降？一定要和蒙古大军血战到底！何况这支部队也就六、七万人，看他们的模样穿着，可能有一半都是花剌子模的叛徒，而我们的总兵力有十几万人，根本不需要惧怕他们。传令下去，准备迎战！
次日凌晨，哲别见剌夷城城墙上的守军没有丝毫的投降迹象，即指挥重兵器车兵使用一百辆放弩车在两里开外向城墙发射火箭。剌夷城最高长官见蒙古火箭如此厉害，只得命令士兵躲在城墙下面。
蒙古重兵器车兵继续前进，当行至一里处时，又使用抛石车攻城。剌夷城守军虽然躲在城墙下面，还是有很多人被射死、烧死、砸死。
哲别见城墙上的剌夷城守军已经死伤的差不多了，就命令一千重兵器车兵推送一百辆攻城云梯至城墙下面，然后又命令攻城步兵向城墙上进攻。这些攻城步兵大多是花剌子模人强征而来的，很多不愿意攻打自己国家的城池。
哲别大怒说，你们已经归顺大蒙古国，现在是蒙古大军的一员，如果你们还要畏战不前，我就命令蒙古骑兵射死你们！
于是攻城步兵在蒙古骑兵的督战下，只得通过攻城云梯爬上城墙，与剩下的剌夷城守军对战。
剌夷城最高长官见蒙古步兵攻上城墙，估计蒙古重兵器车不再发起进攻，便指挥躲在角落里的守军与蒙古步兵战斗。
这三万蒙古步兵本来战斗力不强，又毫无斗志，很快败下阵来，有的被杀死，有的又通过攻城云梯逃下城墙。