1134年，耶律大石征服了东喀喇汗国，在休养生息整整三年以后，他再次率军西进，进攻西喀喇汗国。西辽大军首先进入费尔干谷地（今乌兹别克斯坦的费尔干纳盆地），并未遭遇到什么抵抗，于是势如破竹地杀到忽毡（今塔吉克斯坦的苦盏）城下。
忽毡是河中地区的历史名城，位于锡尔河中游南岸，距离西喀喇汗国首都萨末鞬（河中府）只有不到300公里的路程。当时担任西喀喇汗国桃花石汗的是马合木，也就是那个可怜巴巴被囚禁至死的桑贾尔的女婿苏莱曼汗的第三个儿子，他一看情况不妙，急忙亲自领兵前往迎击。
根据《全史》的记载，西喀喇汗朝和西辽的军队，是在回历531年的拉马丹月，也即1137年五六月间交锋对战的，这个时候，耶律大石已经攻克了忽毡，因此战场就定在忽毡城下。大石的百战之将、精锐之师，当然不是日薄西山的西喀喇汗国军队所能抵挡的，马合木汗吃了一个大败仗，率领残兵狼狈地逃回了萨末鞬。
国王浩浩荡荡出兵，丢盔卸甲归来，史料上说这一事件“严重地震惊了它（萨末鞬）的居民，恐慌和沮丧加重，单等着早上或晚上的灾难，蒲华和河中其他城的居民也是如此”。
当时河中地区已经基本上伊斯兰化了，而伊斯兰教徒打着“圣战”的旗号，曾经和东方的佛教徒打过很多年仗，比如在喀什噶尔、高昌、和田，连番厮杀中，杀戮、抢掠、仇恨是根本无法避免的。虽然塞尔柱人多次征服河中，虽然东面的喀喇汗国和西面的花剌子模也曾挥军前来，但在穆斯林们想来，他们终究都同为真主的信徒，杀戮和抢掠不会很严重，更不会迫使他们改变信仰。那些异教徒就不好说了，传说八剌沙衮（虎思斡耳朵的旧称）的菊儿汗是个佛教徒，或者是个摩尼教徒，一旦让他进入萨末鞬城中，又会发生什么事情呢？真主的信徒会不会无一幸免，玉石俱焚？
于是如同漏网之鱼一般逃回萨末鞬的马合木汗急忙写信向宗主国大塞尔柱求救，他在信中写到，有一支异教徒的军队突然从东方侵入他的国土，穆斯林遇上了前所未有的灾难，他请求苏丹桑贾尔发兵保护伊斯兰世界。
好在马合木汗，以及萨末鞬、蒲华等城的居民们很快就大松了一口气，因为那支来自东方的“异教徒军队”在占据忽毡，并且击败西喀喇汗国军队以后，并没有乘胜前进，而是停下来巩固新占据的领土。
很多历史学者都认为大石之所以停步不前，一方面是实力还不足够把西喀喇汗国一口吞下，另一方面是为了稳固忽毡以东的领地，是纯粹被动式的。但在对照征服东喀喇汗国的整个过程以后，我们或许也可以得出截然不同的结论——
正如猛虎的狩猎，轻易不扑，扑则必中，大石的军队虽然停在了忽毡，他的使者、哨探却应该已经散布到了整个河中地区，他在寻找，更重要的是在制造时机，待到时机成熟，只需一战，甚至可以兵不血刃地就进入萨末鞬，吞并整个西喀喇汗国。当初他驻兵在东喀喇汗国边境上，一连两年，表面上毫无动作，实际上却很可能直接煽动和资助了葛逻禄人和康里人的反叛，把阿儿斯兰汗伊卜拉欣逼到山穷水尽，然后顺利地“登上那不费他分文的宝座”。今天对付西喀喇汗国，大石仍可照搬当日的策略。
因为和东喀喇汗国相同，西喀喇汗国的回鹘王室与葛逻禄人之间也是矛盾重重。突厥人西迁进入中亚细亚，甚至一直跑到西亚和地中海边，此后他们臣服于当地政权，因为保持着很强的游牧性和战斗力，所以往往被征发从军，很多上层人士也从而节节攀升，成为各国举足轻重的军事将领。举例来说，塞尔柱人的祖先就曾经担任过喀喇汗王朝和伽色尼王朝的军官，他们很快就反客为主，变成了这两个王朝的宗主国势力。
——正所谓“殷鉴不远，在夏后之世”。
从广义上来说，回鹘人也算突厥种，但喀喇汗国的开国之君本就是西域回鹘国，或者更往前推是漠北回鹘帝国的王室成员，多少代的养尊处优，战斗力早就不行了，文化水平倒在逐步提高——相比塞尔柱历代苏丹来说，喀喇汗王朝历代可汗都可以算是文化人，而包括桑贾尔在内的塞尔柱苏丹们则大多是文盲。所以喀喇汗王朝往往会任命葛逻禄或者康里贵族做军官，王朝的主要军事实力也捏在葛逻禄人和康里人手中。和中亚地区其他政权一样，时间一长，这些骄横的葛逻禄和康里将领就会擅权，甚至会起兵造反。
但是喀喇汗朝王室和突厥军官们的矛盾非止一日，为什么偏在大石兵临城下的时候才会彻底激化，搞到无法收拾呢？要说这里面没有大石的暗中谋划，纯粹是巧合，是老天也在帮助那些国破家亡的契丹人，实在难以令人置信。
东喀喇汗国是如此，西喀喇汗国也是如此，大石虽然停在忽毡，不再前进一步，桃花石汗马合木和境内葛逻禄军官的争斗却逐渐表面化了。葛逻禄军官们甚至拥立了自己的可汗，不但不服从马合木汗的统治，还集结起来向萨末鞬进发。
火烧眉毛，且顾眼下，马合木汗毫无办法，只能再次求救于桑贾尔。此时桑贾尔已经集合了整整十万大军进入河中地区，驻扎在萨末鞬城中，马合木汗请他先别管异教徒——貌似他们并无继续前进的迹象——还是先帮我把葛逻禄人给解决了吧。
其实大君桑贾尔此次出征，目的并不是对付那些来自东方的“异教徒”，此时的他刚刚稳定帝国西境，还狠狠抽了阿拔斯朝哈里发一个大耳光，正在志得意满之际，还会把谁放在眼里呢？况且那些“异教徒”已经止步不前，自己还有必要立刻去攻打他们吗？
桑贾尔之所以抽调呼罗珊直辖领土和周边各封臣、藩属的十万大军，旌旗蔽日，浩浩荡荡地向东进发，其实有一个很大的原因，就是要威慑离心倾向严重的花剌子模。
所谓花剌子模是指阿姆河下游南岸地区，北靠咸海——那个时候的咸海，就被叫作“花剌子模海”，这一地区早就成为一个单独的政治单位，最初依附于喀喇汗王朝，后来又归从伽色尼王朝。伽色尼朝的势力退出河中地区以后，花剌子模已成河中孤岛，被迫服从塞尔柱人的统治，塞尔柱人派遣宠信的“突厥奴”，也即奴仆出身的突厥人前去管理，称为“花剌子模沙”（“沙”是波斯语“国王”之意）。(www.xing528.com)
桑贾尔征讨东喀喇汗国和伽色尼朝的时候，花剌子模沙阿即思一直跟随在他的军中。这位阿即思的祖父名叫纳失·的斤·伽尔恰，原先在桑贾尔的父亲马里克·沙宫廷里负责端着水瓶伺候苏丹饭前洗手，因为聪明伶俐而受到宠信，最后竟然被任命为花剌子模的税务官。1097年，花剌子模发生叛乱，沙被部下所杀，暴乱平息后，纳失·的斤·伽尔恰的儿子忽都不丁·摩诃末就被任命为新沙，此后统治花剌子模长达三十年之久。
当塞尔柱帝国一度分裂，濒临崩溃边缘的时候，忽都不丁·摩诃末为了寻求靠山，就把儿子阿即思送去距离自己最近的塞尔柱王子桑贾尔宫中服务。靠着桑贾尔的支持，阿即思终于在父亲死后顺利地继承为花剌子模沙。
然而很奇怪的，大概是性格不合，桑贾尔和阿即思这对君臣的关系始终不是很好，再加上塞尔柱诸将嫉妒阿即思的身份和权柄，还有些人妄想接管富庶的花剌子模，就经常在桑贾尔面前说阿即思的坏话。阿即思察觉到了这一情况，于是就在桑贾尔征服伽色尼朝，回师呼罗珊的途中，觐见苏丹，请求放他归国。
睿智的桑贾尔立刻看出了阿即思心中所想，他虽然答应了对方的请求，转过脸来却对大臣们说：“一个我们再见不到他的面的人，背着走了。”大臣们询问：“倘若陛下肯定这点，那为什么他获允回家，得到这种恩许呢？”桑贾尔回答道：“他给我们的服劳使我们受到他的大恩，伤害他不合我们的仁义之道。”
果然不出所料，阿即思一回到花剌子模就宣布独立。1138年9月，桑贾尔亲率大军进攻花剌子模，阿即思因为不相信自己的军队，战斗还没爆发，就从两军阵前落荒而逃了。于是桑贾尔委派自己的侄子苏莱曼·本·穆罕默德为新的花剌子模沙。
但是这位苏莱曼·本·穆罕默德的统治并不长久，被志费尼誉为“德行高尚、才艺过人”，既是诗人又是政治家的阿即思很快就卷土重来，1140年他收复花剌子模全境，甚至还发兵进攻塞尔柱的藩臣西喀喇汗国，攻陷重镇蒲华，杀死了当地的塞尔柱总督增基·本·阿里。
阿即思毕生的奋斗目标就是使花剌子模赢得独立，但经过上一次不战而逃，说明他很清楚自己还不是桑贾尔的对手，因此虽然恢复了故土，却立刻呈交一份言辞谦卑的誓书，表示愿意回归塞尔柱人的怀抱，老老实实当他们的附庸国。当然，桑贾尔是不会再相信阿即思了，他打算找机会再征河中，给这个居心叵测的老部下更多苦头尝尝。
可是，阿即思已经表示臣服了，要找什么借口才能再次发兵东进呢？桑贾尔在等待机会，这机会转眼就出现了——西喀喇汗桃花石汗马合木写信给桑贾尔，说境内的葛逻禄人不服统治、屡次掀起叛乱，希望大塞尔柱苏丹能够给予增援。
于是桑贾尔集合了整整十万大军，浩浩荡荡向东方杀去。要说仅仅为了镇压西喀喇汗国内葛逻禄人的叛乱，是不需要动用如此数量和规模的军队的，桑贾尔的真实目的是在稳定西喀喇汗国局势的同时威服花剌子模，甚至恢复七河和喀什噶尔地区的附庸国。
就这样，桑贾尔迎面撞上了刚刚征服东喀喇汗国不久的菊儿汗耶律大石。
大君桑贾尔亲率大军远征河中的消息传来，造反的葛逻禄军官们无不大惊失色。众寡之势悬殊，想要独自抵抗塞尔柱大军无异于痴人说梦，缴械投降吧，多年来与之为敌的马合木汗肯定不会放过他们。要怎样才能保住部族、家庭，以及自己的小命呢？
正好耶律大石驻兵忽毡，便派大批间谍和使者进入河中地区，其中应该也包括刚刚征服的东喀喇汗国境内的葛逻禄人和康里人。同一民族的双方一碰头，说起契丹的菊儿汗如何英明，他的军队如何战无不胜，他的赋税如何轻减，税务官们也不作威作福，于是西喀喇汗国的葛逻禄军官们仿佛揪住了一根救命稻草，立刻派遣使者前往忽毡，请求耶律大石的救助：
“陛下若能够使我们摆脱正在眼前的厄运，我们愿意服从您的统治，献上我们的忠诚。”
看似送上门来的肥肉，但实际上这一切早就在大石的计划之中，虽然因为桑贾尔的出兵使得这个计划提前成功，确实有些出乎他的预料。于是大石盛情款待了来使，然后提出要求说，如果你们愿意按照我国的规定缴纳赋税，那我就出兵帮你们的忙。
西辽的税额非常之低，前面说过，包括收获物十分之一的土地税和每户一枚狄纳尔的人头税，比起中亚细亚旧有的税率来，减少了将近七成。条件如此优厚，葛逻禄人没道理不答应，于是他们就此垂下高傲的头颅，拜伏在了大石脚前。
卡特万大战最终爆发，这些葛逻禄人就是真正的导火索。
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