呼罗珊州位于阿姆河以西，科贝扎特山脉以东，北至卡拉库姆沙漠。呼罗珊州有四大重要城市：巴里黑、马鲁、也里、宓沙不儿。这里人口稠密，商业发达、波斯文化浓厚，是波斯地区重要的城市之一。
1220年秋，成吉思汗和托雷离开撒马尔罕率军南下，经过碣石（今沙赫里夏卜兹，为乌兹别克斯坦卡什河流域的一座重要城市之一）和铁门（今乌兹别克斯坦沙赫里夏卜兹南90公里拜松山中的布兹加勒山口），进逼阿姆河北岸要塞忒耳迷(今乌兹别克斯坦的卡儿施、贴尔美兹)。成吉思汗从这里派遣托雷带领一部由巴里黑出发，向呼罗珊州进军。成吉思汗对忒耳迷城先是劝降，不见效后开始大举攻城。坚固的城池给蒙古军攻城带来了极大的困难，最后用了11天才攻下城池，成吉思汗命令军队杀死全城居民并拆毁了城墙。
忒耳迷攻陷后成吉思汗顺利渡过阿姆河从呼罗珊最重要的城市巴里黑进军。因为追击摩诃末的哲别、速不台已征服过巴里黑，所以成吉思汗赶到巴里黑城时，城中百姓拿出金钱和食物表示愿意归顺。这时传来消息扎兰丁在哥疾宁纠集兵马准备再次与蒙古军对抗，成吉思汗保留人口众多的巴里黑城对自己后方不利。于是放兵进城烧杀、拆毁城堡。接着成吉思汗经巴里黑攻至塔里寒堡。
拖雷与成吉思汗分开后以疾风之势相继攻陷呼罗珊四大重镇中的马鲁城、宓沙不儿城和也里城，其中在宓沙不儿城和也里城的攻坚战斗中蒙古军队伤亡很大，因此所有攻陷的城池一律屠城并摧毁城墙，只有也里城幸运的保留下来，拖雷放弃屠城的原因是成吉思汗在进攻塔里寒城时受阻，命拖雷快速赶到塔里寒与其会师。
成吉思汗对塔里寒围攻了7个月，但由于城堡极端坚固，军民的英勇抵抗，城中战略使蒙古军久攻不克。直到托雷率大军增援，塔里寒才被占领，并下令毁掉该堡。 不久，成吉思汗的另外两个儿子察合台和窝阔台也从玉龙杰赤赶到塔里寒与成吉思汗会师，为追捕扎兰丁，蒙古骑兵终于做好了席卷阿富汗的准备了。