失吉忽秃忽率领三万士兵、骑乘六万匹战马、推送重兵器车三百辆和五百辆“铁甲战车”，以及大量石油长箭、粮食物资，行军十余日，行程一千余里，到达花剌子模南部地区。
此时的扎兰丁等人也在积极贮备物资、整军备战，到蒙古军队进入南部地区时，哥疾宁城已集结两万骑兵、十万步兵、各种重兵器车一千余辆。
当扎兰丁得知蒙古军队慢慢逼近哥疾宁城时，立即和贴木儿蔑里、阿勒巴儿汗、扎木合等人商议如何应对蒙古军队的进攻。
扎木合说，臣建议主动进攻，不能又让蒙古大军围困我们。
帖木儿蔑里说，此去东北方向二百里处，有一地名为八鲁湾，四面高山，中间盆地，像个脸盘，这块盆地南面高、北面低，我们可以屯军于南面高地上，待蒙古军队进入八鲁湾盆地，我们再行出击，一定能打败蒙古军队。此外，北面有一道峡谷，是进出八鲁湾的唯一通道，我们可以在两边设下一支伏兵，待蒙古军队败退时从中拦截，我们就有望将敌军全部歼灭。
于是扎兰丁率领哥疾宁城的军队全部出动，轻装上阵，前往八鲁湾布防。十二万人马到了八鲁湾后，扎兰丁命一千余辆重兵器车列于八鲁湾南面高地，两万骑兵和八万步兵紧随其后。扎兰丁又命扎木合率领两万步兵爬行于八鲁湾北边峡谷两边山上，掘石伐木，严阵以待蒙古军队的到来。
蒙古征南偏军进入花剌子模南部地区境内，失吉忽秃忽才得知扎兰丁已经聚集了十多万人马。为了威慑敌人，失吉忽秃忽连夜让全军用庄稼、树枝制造假人，再给它们穿上蒙古士兵的换洗衣服，把它们绑在其它一万匹战马的背上，以迷惑敌军。失吉忽秃忽知道花剌子模大军也制造出很多重兵器车，他又命令五千后勤步兵推送铁甲战车走到最前面，一是让敌军误认蒙古军队有很多重兵器车，二是抵御敌军发射过来的弓箭和石块。
当蒙古征南偏军来到八鲁湾后，此时花剌子模的重兵器车兵和骑兵已经阵列在前。很多年已经没有打仗、缺乏打仗经验的失吉忽都忽，为了让敌军感觉自己兵力充足，把全部兵马列阵于盆地中央，还把所有的战旗挥舞起来。
花剌子模大军看到如此众多的蒙古铁骑和大量的蒙古重兵器车，都有点怯战，军心浮动，有些甚至还想逃跑。
为了防止花剌子模大军不战而败，扎兰丁在阵前做了个战前动动员。扎兰丁大声说，花剌子模勇士们，我们不要惧怕敌人，纵使他们兵马众多，我们的兵马也是他们的三、四倍，他们有重兵器车，我们也有，而且比他们还多！如果逃跑，只能遭到敌人无情的屠杀！我们只有万众一心、战胜敌人，才能保全自己的性命！更何况，他们把部队布于盆地之中，是自取灭亡，我们从四面八方包抄过去，一定能战胜敌人。勇士们！蒙古人已经占领我们大片国土，杀死我们几百万百姓，我们的妻子姐妹被他们强暴的不下百万人，我们一定要为他们报仇雪恨！
花剌子模大军纷纷高喊，报仇雪恨！报仇雪恨！
此时蒙古军队慢慢逼进花剌子模大军阵地，已不足两里。扎兰丁大声对重兵器车兵说，放弩车兵给朕把长箭用石油点燃，然后万箭齐发，射死蒙古人！
五百辆花剌子模放弩车开始朝蒙古军队发射火箭。
失吉忽秃忽见此情景，也命令重兵器车兵反击，两方一场血战。
半个时辰后，蒙古重兵器车毕竟没有花剌子模重兵器车多，渐渐落于下风。
这时扎兰丁命令帖木儿蔑里和阿勒巴儿汗分别统领一万骑兵，从花剌子模重兵器车阵地两边开始冲锋，攻击蒙古军队的两翼。