之后成吉思汗北上，于夏四月在浑垂山避暑⑤，吸引夏军死守贺兰山诸山口，五月西夏太上皇李遵顼病逝。成吉思汗之后进军兀剌海城，守将皇族李德任城陷后不屈而死，其子七岁的李惟忠求从父死，最终被成吉思汗的弟弟合撒儿收养，日后的元朝名将李恒就是他的儿子⑥。蒙古军又从该城南下迂回至西夏东境的夏州，守将术速忽里降。
十一月，成吉思汗率军西攻灵州进行围城打援，此时的西夏皇帝李睍派遣当年曾在克夷门击退过一次蒙古军的嵬名令公，率领最后的十万精锐前来救援。这里成吉思汗对时间把握得极准，可能咨询过耶律楚材--十一月初九，刚过小雪，黄河冰层薄，蒙古军可从东面进攻灵州，而西夏军马不能踏薄冰过河增援；十五日，已近大雪，冰层冻厚，很适合蒙古战马踏冰过河歼灭西夏援军。如果攻灵州时间提前，虽能破城，西夏援军因黄河流凌也无法增援，但蒙古军也不能过河，坐失围城打援的机会。蒙古军踏过黄河，成吉思汗在冰上命令将士射敌人的脚，不让他们从冰上过来，这场战争中西夏方的死者为蒙古人的三倍（一说十倍），西夏最后一支抵抗力量被蒙古彻底粉碎。
