Вместо того, чтобы везти с собой тяжелые и медлительные осадные орудия, монголы брали с собой мобильный инженерный отряд, который мог соорудить все необходимые машины на месте из подручных материалов. Как только монголы покинули пустыню и встретили на своем пути первые деревья, они срубили их и сделали из них лестницы, осадные и другие орудия, необходимые им для покорения города.
Как только передовой отряд обнаружил на пути войска небольшое поселение, он тут же перешел на медленный шаг, двигаясь шумно и неторопливо, как торговый караван, а не армия завоевателей. Таким образом войска монголов свободно дотрусили до самых ворот города, когда жители поняли, в чем дело, и подняли тревогу.
После того, как его войска пересекли пустыню, Чингисхан не торопился немедленно нападать на саму Бухару. Он знал, что подкрепления не придут, так как не смогут оставить осажденные его армиями пограничные города, а значит, у него было время на то, чтобы полно использовать эффект неожиданности и сыграть на страхах и надеждах местного населения. Цель его манипуляций была всегда одна: запугать врага настолько, чтобы он сдавался на милость монголов, не вступая в бой. Захватив сначала несколько небольших городов в округе, Чингисхан вызвал приток беженцев в Бухару. Они не только переполнили город, но и заметно повысили страх и напряженность в городе.
Нанеся удар в тыл противнику, монголы мгновенно вызвали панику и разорение по всему султанату. По описанию персидского хрониста Ата-Малика Джувайни «куда они ни бросали взгляд, всюду всадники, и воздух черен как ночь от пыли, поднятой конями, и страх овладел ими, и царили ужас и безумие». Готовя психологическую атаку на город, Чингисхан наглядно продемонстрировал осажденным, что их ждет. Он предложил населению близлежащих городков и поселений почетные условия сдачи, и к тем, кто принял их, присоединившись к монголам, была проявлена большая мягкость. По словам персидского хрониста, «кто поклонится и подчинится им, тот будет защищен и свободен от ужаса и унижения их жестокости». С теми, кто отказался подчиниться, обращались очень жестко. Монголы гнали пленных перед собой, используя их как пушечное мясо в дальнейших боях.
Среди тюркских защитников Бухары царила паника. Оставив в цитадели Бухары около пяти сотен солдат, более чем двадцатитысячная армия разбежалась, надеясь успеть спастись до прихода монголов. Так сработала ловушка Чингисхана: покинув крепость и рассеявшись во время бегства, хорезмские воины легко уничтожались всадниками монголов.
Гражданское население Бухары было сломлено. Жители города сдались и отперли ворота города. Тем не менее, небольшой контингент солдат укрылся в цитадели, рассчитывая, что за ее толстыми стенами они смогут выстоять против любой осады. Чтобы осторожно взвесить всю ситуацию, Чингисхан решил въехать в город. Первым его шагом после того, как он расположился в центре Бухары (как и в случае с любым другим покоренным народом), стал приказ жителям принести корм для его лошадей. То, что побежденные кормили монгольских воинов и их коней, воспринималось как знак их покорности, более того, принимая еду и корм для коней, Чингисхан давал понять, что он принимает своих новых подданных, а значит и обещает им защиту монгольской империи, как и всем другим ее жителям.
Со времени его среднеазиатских походов сохранилось одно из немногих словесных описаний Чингисхана, которому тогда было около шестидесяти. Персидский хронист Минхадж ал-Сирадж Джузджани, куда менее хорошо настроенный по отношению к монголам, чем Джувайни, описывает его так: «человек высокого роста, сильный телом, с редкой седой бородой, с кошачьими глазами, в которых светится решимость, проницательность, гений и понимание, внушающий благоговение, мясник, справедливый и непоколебимый, сокрушитель врагов, неустрашимый, кровожадный и жестокий». Учитывая удивительное умение Чингисхана повергать города и одерживать победы над армиями в несколько раз превосходящими численностью его собственную, хронист торопится заявить, что он — «адепт колдовства и обмана, который дружен с демонами».
По свидетельствам очевидцев, добравшись до центра Бухары, Чингисхан подъехал к мечети (самому большому зданию в городе) и спросил, не дом ли это султана. Когда ему сообщили, что это дом Бога, а не султана, он ничего не ответил. Для монголов единственным богом было Вечно Синее Небо, которое простерлось от горизонта до горизонта во все четыре стороны света. Бог возвышался над всей землей, его нельзя было запрятать в каменный дом, как пленника или плененного зверя, так же как нельзя было спрятать его живые слова в мертвые книги жителей городов. Чингисхан сам неоднократно чувствовал его присутствие, и слышал голос Бога, обращающийся непосредственно к нему, в холодном ветре гор своей родины. Следуя этим словам, он стал завоевателем великих городов и покорителем народов.