你沙不儿守将在城上看拖雷办武器展览，急忙调派算数能力强的人到城上来数数，最后得出结论，大家旗鼓相当，只不过咱们没有那么巨大的石头。面对那些巨大的石头，你沙不儿守军心惊胆战，守将抱着试试的态度，派了几个穆斯林长老到拖雷营中请降。
拖雷断然拒绝，穆斯林长老们说，可以把杀害蒙古官员的凶手交给拖雷，拖雷回答：“人人都有罪，人人都是同谋，人人都是凶手。”
这番很有哲学味道的话让穆斯林长老们一头雾水，回到城中把这句话说给守军听，你沙不儿守军也摸不着头脑，不过他们确定了一件事：战争马上就要开始，等待他们的将是不祥。
1221年四月七日，拖雷兵团对你沙不儿城发动总攻，双方的发弩机和抛石机互射，沸腾的油从城墙上倾泻下来，巨大的石块如山一样砸向你沙不儿的城墙。经过一昼夜的猛攻，第二天凌晨，你沙不儿城城墙裂了七十多个口子，蒙古军一拥而上，冲入城中。你沙不儿守军和蒙古军展开惨烈的巷战，又经过一昼夜，蒙古人才彻底消灭抵抗力量，拖雷进城，屠杀开始。
据说，整个屠杀行动是由成吉思汗的女儿，也就是脱忽察儿的老婆指挥的。这位刚经历丧夫之痛的女人下令屠城后，又把已死百姓的头颅区分为男人、女人和孩童，堆进三个不同的金字塔内。随后，她又下令处死城内的猫、狗以及其他一切有生命的动物，据说，这样一来，就再也没有有生命的动物可存活下来伤害她的丈夫了。
把你沙不儿城变成废墟后，拖雷分兵一支去攻击呼罗珊地区的次要城市，而他本人则统帅主力军，向东进发，围攻今阿富汗西北部的名城也里（今阿富汗赫拉特）。也里城是中亚、南亚同西亚各地区交通、贸易的枢纽，战略位置相当重要。拖雷派人到城中劝降，也里城守将给的答案是杀掉拖雷的使者，把人头扔出城外，同时勉励守军死守，不是为摩诃末，而是为了也里城的尊严。
拖雷只好付诸强攻，攻击八日，也里城屹立不倒。但在蒙古人的强大攻势面前，也里城一部分守军已意志涣散，拖雷得到此消息后，第二次派人进城劝降，并向也里守将承诺，只要投降，即可免全城生灵涂炭。也里守将相信了拖雷，开城门投降。拖雷没有信守承诺，将守军一万余人全部屠杀，不过他也信守了承诺，没有屠杀也里城的百姓。
拖雷攻陷也里城后，他的那支偏师也取得重大成果，把呼罗珊所有的小城池全部攻陷，整个呼罗珊地区尽被蒙古人重新掌控。
一直以来，成吉思汗在呼罗珊搞的大屠杀是其人生中的一个大污点，西方史学家叙述这件事时，咬牙切齿，恨不得把成吉思汗和他的兵团描写成禽兽，自然，就把呼罗珊大屠杀的死亡人数夸张得无边无沿。
13世纪的波斯史学家志费尼在其著作《世界征服者史》中说，蒙古人在马鲁城屠杀人数达130万。志费尼还煞有介事地讲了个“真实”的故事：马鲁屠城后，城中有个幸免于难的德高望重者，名叫也速丁，他用了一个月时间清点死尸，最后得出数字是130万。这显然违背常识，因为人死后一个月时间不埋葬，就会腐臭，这种腐臭味道可不是臭鱼烂虾所能比拟，它能把人活活臭死。况且，蒙古人刚走，这个也速丁就跑出来数尸体，当真是胆大包天，难道他不怕自己被突然返回的蒙古人变成尸体？