Чингисхан спешился и вошел в мечеть, наверное, единственное здание, в которое он входил за всю свою жизнь. Затем он приказал, чтобы муллы и ученые накормили его коней, освобождая их таким образом от опасностей завоеванного города и помещая под свою защиту. Так он поступал практически со всеми служителями веры, которые оказывались в его власти. Затем он призвал к себе 280 самых богатых жителей города. Несмотря на то, что он мало разбирался в обычаях жителей городов, Чингисхан прекрасно знал, как устроена человеческая душа. Перед всеми собравшимися в мечети он поднялся на возвышение и оттуда, с места проповедника, обратился к элите Бухары. Через переводчиков он жестко отчитал их за все их грехи и злодеяния их султана. Во всех бедах виновны были не бедные и малые люди, но «великие и возвышенные среди вас совершили все эти грехи. Если бы вы не согрешили, то Бог не послал бы вам в наказание такого, как я». Затем он отдал каждого из богачей в распоряжение одного из своих воинов, чтобы те забрали их сокровища. Он посоветовал своим богатым пленникам не заботиться показывать те богатства, что лежат на земле и выше, потому что их монголы смогут найти и без их помощи. Он приказал вести монголов сразу к тем сокровищам, что спрятаны под землей.
Положив начало систематическому разграблению города, Чингисхан решил заняться засевшими в цитадели солдатами-тюрками. Жители азиатских городов-оазисов, таких как Бухара и Самарканд, хотя и не сталкивались до этого с монголами, видели не одну армию варваров-завоевателей за свою историю. Какими бы храбрыми или они ни были, они никогда не представляли серьезной угрозы, пока у защитников за толстыми стенами крепостей и фортов оставались припасы. По всем параметрам монголы были не ровня профессиональным солдатам Бухары. Хотя в целом у монголов были великолепные луки, каждый был сам в ответе за изготовление и состояние своего оружия, так что качество луков было разным. Также монгольская армия состояла исключительно из обычных кочевников, чья выучка основывалась на умении выращивать и пасти стада в крайне тяжелых природных условиях. Они, конечно, были отважны, дисциплинированы и преданны своему предводителю, но им не хватало профессионального отбора и обучения, которое получили защитники Бухары. Самым серьезным фактором, говорившим в пользу солдат, засевших за каменными стенами цитадели, было то, что до сих пор ни одна армия варваров не могла овладеть сложным искусством осадной войны. Но Чингисхану было, что показать им.
Штурм был разработан таким образом, чтобы продемонстрировать необоримую мощь монголов не столько уже покоренным жителям Бухары, сколько далеким армиям и населению Самарканда, следующего города на пути армии Чингисхана. Монголы подкатили только что собранные осадные орудия — катапульты, требушеты и мангонелы, которые метали за стены не только камни и огонь, как это делалось при осадах уже многие сотни лет, но и сосуды с горючей жидкостью, взрывные устройства и легковоспламеняющиеся материалы. Они перемещали с места на место огромную аркбаллисту на колесах, а огромные команды людей подтянули штурмовые башни с втягивающимися лестницами, откуда осаждавшие могли легко расстреливать защитников на стенах. Пока они вели нападение с воздуха, минеры вели подкопы под стены цитадели, чтобы обрушить их. Во время этой ужасающей демонстрации технического могущества в воздухе, на земле и под ней Чингисхан увеличил психологическое давление, принудив пленных, среди которых были и товарищи теперешних защитников цитадели, бросаться вперед на верную смерть. Их тела заполнили ров и образовали дамбы, по которым другие пленники толкали вперед осадные сооружения.
Монголы развивали и использовали оружие разных культур, с которыми сталкивались в ходе завоеваний. Это дало им возможность создать универсальный арсенал, применимый к любой военной задаче. Монголы экспериментировали с ранними формами огнестрельного оружия, которые впоследствии стали мортирами и пушками. В описании Джувайни чувствуется смятение свидетеля, который пытается понять, что же именно происходило перед его глазами. Так он описывает нападение монголов: «там были горячие красные печи, которые кормились большими палками снаружи, а из их чрева в небо били яркие искры». Армия Чингисхана соединяла обычную свирепость и быстроту конных воинов степи с изощреннейшей техникой Китая. Чингисхан использовал свою молниеносную кавалерию против пехоты врага в открытом бою, а защиту крепостей и других фортификационных сооружений нейтрализовывал новейшей технологией артобстрела, используя огнестрельное оружие и невиданные машины разрушения. Когда на защитников цитадели с неба обрушились пламя и смерть, они, по словам Джувайни, быстро «потонули в море уничтожения».