Mientras su capital, Samarcanda, era destruida por el jagán Gengis Jan, el sah Mohamed II de Corasmia tenía su campamento principal cerca de Balj.^[2]​ Cuando escapó al sur, su rival instruyó a sus generales (noyan) Yebe, Subodai y Toquchar perseguirlo.^[3]​ Los dos primeros fueron al oeste tras al monarca jorezmita mientras que el tercero se quedó en la ciudad.^[4]​ En abril de 1220, Balj se rindió a Subodai sin luchar, entregó un cuantioso rescate para ser perdonara y aceptó tener un gobernador mongol para que la administrara.^[5]​ La ciudad no fue saqueada y después los mongoles nombraron gobernadores para las vecinas Zozan, Meymand, Andhvoy y Qariyat al-Milh.^[6]​ Mohamed II viajaba con un pequeño séquito, posiblemente sólo sus guardaespaldas. Para entonces, la mayor parte de sus lugartenientes y soldados lo habían abandonado, disgustados por la cobardía e incapacidad que estaba demostrando.^[3]​

Después, el sah se refugió en Nisapur, desde donde envió a su hijo mayor, Jalal ad-Din Mingburnu a Balj para que vigilara los movimientos mongoles. Al llegar a la ciudad, el príncipe descubrió que los invasores habían cruzado el río Amu Daria (Oxus)^[5]​ a pesar de que su padre había tenido la esperanza de que serían incapaces de hacerlo.^[7]​ Posteriormente, Toquchar recibió órdenes de seguir su avance, pero murió asaltando Nisapur.^[4]​

El historiador Minhaj-i Siraj Juzjani afirmaba que el jagán paso el invierno en Samarcanda.^[8]​ Según la crónica del persa Ata-Malik Juvayni, al comenzar 1221 Gengis Jan puso a su hijo Tolui a cargo de una expedición que debía conquistar el Gran Jorasán.^[9]​ A principios de otoño, Tolui salió de Samarcanda a los prados de Nakhsheb. Desde allí marchó a Termez (Tirmid o Tirmidh),^[10]​ y luego se le encargó conquistar Jorasán.^[11]​ Por su parte, el jagán marchó sobre la ciudad de Termez,^[12]​ por donde cruzó el Amu Daria.^[13]​

Termez tenía varias ciudades más pequeñas y villas rurales bajo su jurisdicción.^[14]​ El historiador Aiyub Palmer estimaba que llegó a alcanzar los 30 000 a 40 000 habitantes, aunque se refería para finales del siglo IX.^[15]​ Los defensores de Termez lucharon ferozmente ante un enemigo muy superior, pero cuando las catapultas mongolas derribaron secciones de las murallas,^[16]​ que se habían creído como inexpugnables por sus confiados habitantes, la ciudad cayó; el asedio había durado once días. Los pobladores fueron llevados a una llanura para ser masacrados. El cronista persa Rashid-al-Din Hamadani relató el caso de una anciana que les pidió a los conquistadores salvar la vida a cambio de una gran perla negra, cuando le preguntaron dónde estaba les dijo que se la había tragado y los mongoles le abrieron el vientre para buscarla. Poco después, las fortalezas de Kangurt y Saman también fueron destruidas y sus defensores masacrados y se envió un ejército a Badajshán, sometiendo esas tierras mediante negociación y violencia; todo esto habría sucedido antes de finalizar el invierno.^[17]​

Juzjani afirmaba que Gengis Jan fue quien destruyó Termez y luego marchó sobre Balj,^[18]​ mientras que Hamadani daba a entender que Tolui destruyó Termez y su padre marchó sobre Balj directamente.^[17]​ Lo seguro es que al comenzar 1221, los habitantes de Balj habían asesinado al gobernador (daruga) instalado por Yebe y Subodai.^[1]​

Entre tanto, el jagán envió una vanguardia de 6000 jinetes musulmanes que se habían pasado a su bando para atacar Balj^[12]​ y otros contingentes fueron enviados a Gaur y Gazni.^[16]​

Durante la Edad Media, las ciudades de Asia Central como Bujará, Samarcanda o Merv^[19]​ típicamente contaban con una ciudadela (kuhandiz) ubicada en terreno elevado y que servía como última línea de defensa.^[20]​ Luego tenían la zona intramuros (shahristán) donde vivía la mayoría de la población y se encontraban las principales edificaciones.^[21]​ Por último, tenían los arrabales o suburbios (rabad) que se encontraban afuera de las murallas.^[19]​ El oasis de Balj contaba con una muralla externa con doce puertas fuera de la cual había solo desierto, todas las granjas, villas y la tierras cultivadas estaban en el interior de esa defensa. Al interior había un segundo muro más alto y con cuatro puertas. Ambas defensas estaban separadas por una distancia de cinco^[22]​ farsahs.^{[nota 1]}​

El poeta y místico persa Yalal ad-Din Muhammad Rumi estimaba que la ciudad tenía 200 000 habitantes en el siglo XII y los inicios del siguiente, según la obra del erudito persa Shams al-Dīn Aflākī, Manāqib al-'ārifīn, escrita en el siglo XIV.^[23]​^[24]​ Según Bulliet, ciudades como Balj (o Isfahán, Ray, Nisapur, Merv, Bujará, Samarcanda y posiblemente otras) superaban los cien mil habitantes.^[25]​ Su territorio era famoso por sus riquezas.^[13]​ En cambio, el demógrafo Tertius Chandler rebajaba la cifra a entre 27 000 y 36 000 habitantes hacia 1150, probablemente 30 000.^[26]​ Hamadani la llama a ciudad más grande de Jorasán^[27]​ y Juvayni la considera una de las cuatro ciudades en las que se organizaba Jorasán junto a Nisapur, Merv y Herat.^[28]​ Estas urbes eran las cabezas administrativas y culturales de cada rub, «cuarto», del Jorasán.^[1]​

La vanguardia llegó al mando del musulmán Arsalan Jan y el mongol Juzbi Tulan, comenzando un asedio de ocho meses según Juzjani,^[29]​ sin embargo, el cronista Sayf ibn Muhammad ibn Yaqub al-Herawi afirmaba que el asedio duró 37 días,^[30]​ fecha mucho más acorde con la reconstrucción moderna de los acontecimientos.^[1]​ Después de destruir Termed, Gengis Jan llegó a la ciudad y pidió a sus habitantes que salieran a una llanura cercana porque sólo quería censarlos.^[13]​ Sin embargo, el príncipe Jalal ad-Din había avisado a los locales de las masacres cometidas por los invasores y que de nada les serviría rendirse.^[31]​

Como Balj estaba en una montaña, los invasores cortaron los árboles de los alrededores y trajeron tierra para lentamente llenar el desfiladero (darah) que había alrededor de las murallas.^[32]​ Sin embargo, el hijo de un oficial de la pared se presentó en el campamento mongol y guio a los conquistadores^[33]​ por un camino de montaña donde debían marchar ligeros. En las crestas había nichos donde empezó a ocultar a los mongoles a medida que los iba trayendo durante los siguientes tres días, luego, a la cuarta jornada ya eran suficientes como para atacar sorpresivamente una puerta donde consiguieron eliminar a los defensores. Después entraron en Balj y masacraron a los defensores.^[34]​ Gengis Jan ordenó que la población civil saliera de la ciudad a una planicie para ser dividida en grupos más pequeños y masacradas. Después, los conquistadores se dedicaron a quemar los jardines y a derribar las murallas, palacios y fortalezas de la Balj.^[35]​ El glacis, las murallas, casas y barrios fueron quemados y destruidos completamente.^[27]​ El erudito sueco Carl Fredrick Sverdrup afirmaba que 52 000 personas perecieron, aunque no indica las fuentes de su afirmación.^[36]​

Gengis Jan decidió dirigirse a Taloqan.^[37]​ Mientras Tolui estaba ocupando destruyendo Merv y Nisapur, pero cuando su padre le ordenó reunirse con él en Taloqan, Tolui marchó por el Kuhistán, cruzó el río Hari Rud y capturó Herat en el camino.^[38]​

Después de la batalla del Indo, el jagán regresó desde Peshawar a Balj, donde se encontró que habían supervivientes que se habían ocultado en sótanos y grietas, por lo que ordenó matarlos a todos para castigar dos veces a la ciudad.^[35]​

Viajeros posteriores como Qiu Chuji (1223), Marco Polo (1275) e Ibn Battuta (1333 o 1335) describen a Balj como una gran ciudad, pero más pequeña que antes de su saqueo y con sus alrededores despoblados y con ruinas de palacios.^[24]​^[39]​^[40]​^[41]​ En cuanto a Tirmid, jamás se repobló.^[42]​

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