七万花剌子模骑兵在忽马尔异密的率领下，一窝蜂的涌出城外，向蒙古骑兵发起进攻。
此时城下蒙古骑兵仅有一万人马，术赤率领他们且战且退，把他们引入玉龙杰赤东边山谷。
花剌子模骑兵刚从峡谷西口进入山谷，察合台率领一万骑兵把早已准备好的石块、木头扔了下去，扔完以后又通过放箭的方式射杀花剌子模骑兵。花剌子模骑兵一时死伤无数。
忽马尔异密见此情景，赶紧大声命令花剌子模骑兵说，加速前进，冲出峡谷！
花剌子模骑兵赶紧加速往峡谷东口冲，刚冲到峡谷东口，又遇到术赤率领一万骑兵全部下马朝他们放箭，花剌子模骑兵又是死伤无数。
忽马尔异密只得又率军后撤，术赤率领一万骑兵在后面一路追杀，这时察合台率领一万骑兵也从山上冲了下来，和术赤合军一处，不停追杀花剌子模骑兵。
花剌子模骑兵返回玉龙杰赤城下时，已不足三万人马。而蒙古骑兵战死不过千人。
此时蒙古攻城步兵还在通过攻城云梯与驻守于玉龙杰赤城墙上的花剌子模士兵继续酣战。花剌子模骑兵逃到东门，蒙古攻城步兵还在担心花剌子模骑兵会不会攻击他们，花剌子模骑兵却只顾着拼命往城里逃。