正当花剌子模骑兵围攻蒙古步兵时，蒙古骑兵以排山倒海之势，从可疾云城方向冲杀过来。此时花剌子模骑兵已是疲惫不堪、伤亡惨重，再也无法抵挡蒙古骑兵的猛烈冲击。扎兰丁、帖木儿蔑里和扎木合等将只得率领花剌子模骑兵北撤。蒙古骑兵在后面一路追杀，杀死了很多花剌子模骑兵。
蒙古骑兵一直追出一百余里，此时已是凌晨，蒙古骑兵对这一带地形不熟，怕中敌人伏击，哲别下令停止追击，率领蒙古骑兵回撤。
可疾云城一战，六万花剌子模骑兵只剩下一万余人马逃向里海南缘；哲别偏军两万攻城步兵几乎全部战死或逃跑，重兵器车兵和后勤步兵也有数千人战死，另外一百余辆放弩车和抛石车也被摧毁或破坏，所幸的是蒙古骑兵损失较少。
蒙古骑兵回到原处，掩埋阵亡将士的骸骨，收拾破损的重兵器车，然后放出哨探，进行休整。
次日凌晨，哲别偏师兵临可疾云城下。此时可疾云城已无一兵一卒，只有可疾云城长官率领两万余预备军守城。
哲别偏军将成吉思汗安民告示射入城中，勒令他们在明日太阳升起时投降，然后围绕城墙安营扎寨、生火做饭，进行休整。
可疾云城长官收到成吉思汗安民文书后，又惊又怕，即召集所有官员商议如何应对蒙古军队的进攻。
众官员均纷纷说，可疾云城城小人少，现在苏丹陛下又抛弃我们而去，图儿罕太后又带走我们所有的驻军，我们拿什么抵挡如狼似虎的蒙古军队？
于是商议的结果，还是投降蒙古军队。
当天下午，可疾云城长官率领所有官员打开城门，投降蒙古军队。
哲别对他们说，你们既然归顺大蒙古国，就是大蒙古国的子民了，我们履行承诺，不杀你们的百姓，不抢你们的财物，但是你们也应当履行你们作为子民的义务。