1206年布哈拉爆發了桑賈爾領導的人民起義，摩訶末沙認為這是征服河中地區的大好時機，便率軍進入河中地區，攻佔布哈拉，鎮壓了人民起義。摩訶末同西部喀喇汗王朝統治者奧斯曼結成同盟，與西遼對抗，但被西遼軍隊打敗。摩訶末沙退回花刺子模。奧斯曼轉向西遼王朝，並向菊兒汗的女兒求婚，但遭到拒絕，於是再轉向花刺子模。摩訶末沙於1210年再次出兵，進入河中地，受到奧斯曼的熱烈歡迎；但他們再不是平權的盟友，而是宗主與附庸的關係。摩訶末沙為動員廣大穆斯林支援自己，煽起他們的宗教狂熱，宣佈對西遼王朝進行&ldo;聖戰&ldo;。他在怛羅斯附近打敗西遼軍隊，並俘虜了其主帥塔陽古。從此摩訶末沙威名大震，在官方文書中提到他的名字時開始加上&ldo;第二個亞歷山大&ldo;的稱號，表示他的武功同歷史上的馬其頓&iddot;亞歷山大一樣顯赫。這位自以為不可一世的摩訶末沙對臣下說：&ldo;桑賈爾（塞爾柱王朝蘇丹）的統治很長。倘若寫這些稱號是為了吉祥，那麼讓他們寫作&l;蘇丹桑賈爾&l;吧！&ldo;於是在他的名字上又戴上&ldo;蘇丹桑賈爾&ldo;的稱號。

西遼王朝在對付帝國西部的花刺子模國和西部喀喇汗主朝的叛離而失敗的同時，帝國東部的高昌回鶻王國於1209年殺死西遼王朝的監督官投靠蒙古國，1211年葛邏祿部首領阿兒斯蘭汗也投奔成吉思汗，歸順蒙古國。這樣，西遼王朝只剩下東部喀喇汗王朝這一個附庸國。而這個附庸國也曾起兵造反，菊兒汗出兵鎮壓，並把喀喇汗王朝的穆罕默德俘虜，囚禁於巴拉沙袞，才暫時穩定住局勢。但是這時西遼王朝的直轄領地，情況也是非常之不妙。

蒙古興起後，乃蠻部被成吉思汗打垮，其王子屈出律及大量部民逃脫。他們奔往別失八里[北庭，今吉木薩爾]，從那裡又越過天山到達庫車。屈出律帶領部下在庫車山裡&ldo;東遊西盪，既無糧食又乏給養，而跟他的那些人已作鳥獸散&ldo;[世界征服者史]，漢譯本，上冊，第71頁]。他只好去投奔西遼王朝的菊兒汗。據《聖武親徵錄》記載，這件事發生在1208年的冬天。屈出律到巴拉沙袞後，有一段時間為菊兒汗供職。當花刺子模沙摩訶末起兵反對西遼時，東方的屬國、屬部也起來造反，西遼王朝處境困難。這時屈出律對菊兒汗說：&ldo;我的人很多；他們遍佈葉密立地區、海押立、別失八里；人人都在欺侮他們。如我獲得允許，我可以把他們召集起來，靠這些人之力就能支援和加強菊兒汗。我決不能背離菊兒汗指定的方向，那怕竭盡全力也要完成他的任何命令。&ldo;菊兒汗直魯吉接受了他的建議，並賞賜他許多財寶和封他為可汗。屈出律到葉密立和海押立一帶收集自己的族人，又同其他部落結成聯盟。他率領這支軍隊進入西遼直轄領地，大肆殺戮和搶劫。他向花刺子模沙派出使臣，約定夾攻菊兒汗，瓜分西遼土地。屈出律出兵擊敗西遼軍隊，遂劫掠烏茲幹，又進攻巴拉沙袞，但被菊兒汗打敗，士兵大半被俘。屈出律北走，重新集結兵力，等待時機。1210年怛邏斯戰役後，花刺子模和西遼各自退兵。西遼軍隊紀律敗壞，沿途燒殺搶劫，人民驚恐。當他們抵達巴拉沙袞時，居民們緊閉城門，拒絕他們入城，認為花刺子模軍隊也會隨之到達。西遼軍隊的將領們勸他們締結和約，告訴他們花刺子模已退兵。但居民們不相信，堅持戰鬥了十六天，最後被西遼軍隊用大象把城門攻毀。西遼軍隊入城後，屠殺三天三夜，據《世界征服者史》記載，有大名紳四萬七千人被殺。西遼軍隊同時大肆搶劫，得到大量財物。但是這時菊兒汗財政困難，國庫空空如洗。宰相馬赫穆德巴依怕菊兒汗徵收自己的財產，便建議把士兵搶劫的財物集中歸國庫。當將軍們聽到這一訊息後，便各自帶軍隊離開菊兒