一万蒙古军参与宋军进攻兴庆府，自己则领着其他的蒙古大将，率领着两万蒙古军沿途追赶金军而去。这时高震也没空理他们。
虽然金军以经先走了好几天，但因为是败军，走得不快，而蒙古军全是骑军，还是一人双马,轮流换乘,日夜兼程赶路，就连吃饭休息，也都在马背上度过。就这样过了三天三夜，蒙古军竟一连走了近八百余里的路程，终于在离银州城西二十里的地方追上了金军。
但这时金军都进了银州城，蒙古军无法攻击，因此铁木真决定等金军出了银州之后，再对金军发动袭击。同时为了躲避金军的探子，铁木真下令蒙古军全都进入横山山区中，一面隐藏自己的行踪，一面也稍做休整，而且在山中遇见旅人猎人都一率杀死。
就这样到了第二天，金军离开银州，再度出发时，蒙古军就一直牢牢盯着金军，等待着袭击的时机。
一直等到金军走到了无定河边，在河岸边扎营休息，现在金军人马俱疲,又毫无防备。铁木真一见攻击的时机终于来了，于是立刻下令，让木华黎和博尔忽率五千人马攻左翼，博尔术和赤老温率五千人马攻右翼，自己和者勒灭、忽必来、速不台、哲别、主儿扯歹、耶律阿海、耶律秃花等大将，以及三个儿子，率一万人马