宋辽对峙时期，西域地区最大的王国共有三个，即佛教国高昌和突厥化的伊斯兰国哈剌汗（即黑汗）、花剌子模。其后哈剌汗分裂为东西两部，西哈剌汗国和花剌子模国臣服于称霸西亚的塞尔柱突厥国。
耶律大石西征
1137年，西哈剌汗马合木向塞尔柱苏丹桑贾尔写信说，有一支来自东方的异教徒军队突然侵入他的国土，穆斯林遇上了前所未有的灾难，请桑贾尔务必发兵救援。
当时正是塞尔柱最为强盛的时期，苏丹桑贾尔当然不会坐视西哈剌汗国所遭遇的危机，收到求援信后，他立刻召集呼罗珊、西吉斯坦等地的国王们，聚集10万骑兵，浩浩荡荡向东开拔。据说仅整合和检阅这些部队，桑贾尔就花了整整六个月的时间。
1141年7月，联军渡过阿姆河，进入河中地区。马合木汗禀报说，来自东方的异教徒并未继续进攻，但国内葛逻禄突厥人发动叛乱，请求联军协助进剿。
桑贾尔答应了马合木汗的要求，向葛逻禄人发起进攻，葛逻禄人无力单独对抗如此强盛的大军，只得向统治东哈剌汗国的菊尔汗求救——这位菊尔汗，就是马合木汗所提的来自东方的异教徒，他是一个契丹人，名叫耶律大石。
1124年二月，已经聚集了数万兵马的大石在叶密立（今新疆额敏）登基，称天皇帝，年号延庆，同时按照西域的传统，也称葛尔汗，意为汗中之汗。
此后，大石先后征服高昌国和东哈剌汗国，领土向西扩展万余里，终于和塞尔柱王朝发生了冲突。在收到葛逻禄人的求救信后，他写信给正在西哈剌汗首都萨末犍（今乌兹别克斯坦撒马尔罕）的桑贾尔，好言请他原谅葛逻禄人，退兵回国。然而桑贾尔正沉醉在自己强大的军事力量中，不但不接受说情，反而叫大石归附伊斯兰教，否则就要发起进攻。他为了证明自己军队能使用各种武器，这样比喻：“须知他们都能用自己的箭截断须发！”
大石听使者读完回信，下令拔下使者的一绺胡须，并且给他一根针，要他截断来看看。使者不知所措，大石就说：“如果你不能用针截断胡须，另一个人怎么能用箭来截断胡须呢？”于是亲率混合了汉人、契丹人和突厥人的部队，向西开入西哈剌汗境内。
卡特万之战
双方大军如同两道湍急的巨流般在萨末犍以北的卡特万相撞。大石所部较少，部下看到敌军有十万之众，武器精良，全都面有惧色。大石亲自察看了地形后训话说：“敌军虽多，但勇而无谋，只要找准一点进攻，他们首尾不能兼顾，一定会败退的。”于是在地势险要的达尔加姆峡谷布阵，派六院司大王萧斡里剌、招讨副使耶律松山等领兵2500人攻打联军右翼，枢密副使萧查剌阿不、招讨使耶律术薛等领兵2500人攻敌左翼，大石本人则攻击敌军中军。
中亚联军的右翼是名将库马吉，左翼是西吉斯坦国王，中军由桑贾尔亲率，有经验的老兵殿后。战斗在1141年九月九日正式展开，大石的军队越战越勇，尤其刚归附的葛逻禄人发挥了重要作用，首先破敌中军，逼使桑贾尔驳马逃走。主帅一走，联军立刻崩溃，大石于后追击，杀敌三万人，伏尸数十里，桑贾尔的妻子、左右翼指挥官，以及著名的伊斯兰法学家胡萨德·奥马尔等全部被俘。
时人都说卡特万之战，“在伊斯兰教中没有比这更大的会战，在呼罗珊也没有比这更多的死亡”。战后，塞尔柱王朝势力退出河中地区，迅速衰弱。大石征服了西哈剌汗和花剌子模，定都虎思斡耳朵（今吉尔吉斯斯坦托克马克），建立起一个疆域超过已经灭亡的辽朝和正在兴盛的金朝的庞大帝国，中亚史上称为哈剌契丹，中国史上叫做西辽。
