而現在，鐵木真又感覺到，蒙古軍又一次陷入前所未有的困境。
扎八兒火者從宋朝回到蒙古之後，向鐵木真轉達了大宋的態度，鐵木真對此也並沒有感到意外，因爲經過了前面的試探，金國北境的防守很鬆懈，鐵木真也自信，就憑蒙古自身的力量，也能夠打嬴這一仗，能夠得到宋朝半買半送的武器盔甲弓箭，他就十分滿意了。
蒙古諸將也對這一戰充滿了信心，因爲在進攻西夏的戰役中，蒙古軍在無定河邊，輕易的就打敗了金國的十幾萬大軍，也使蒙古諸將對金軍產生了輕視，認爲金軍也不過如此。因此人人都信心十足，對於鐵木真進攻金國的提議都十分贊同。
而且這次蒙古軍在西夏戰爭中獲益豐厚，將士們幾乎都發了一筆財，誰都知道大金的國力更強於西夏，因此蒙古將士們也都攢足了一口氣，這一次要大幹一場。
到了五月中旬，鐵木真又聚集了六萬蒙古大軍，分爲三路，西路甴哲別、速不臺、忽必來三人率領兩萬蒙古軍，進攻淨州，東路由博爾術、博爾忽、赤老溫三人率領兩萬蒙古軍，進攻臨潢府，中路甴鐵木真木華黎、主兒扯歹三人，加上合撒兒、別勒古臺、朮赤、察合臺、窩闊臺等大將，也率領兩萬人馬，進攻桓州。耶律鎮海和耶律禿花兄弟則在上京一帶組織契丹、漢、奚等各族人，發動反叛，呼應蒙古軍的進攻。
一開始蒙古軍的進攻十分順利，三路人馬都齊頭並進，深入金境數百里，所向披靡，殺得金軍只敢躲在城裡，跟本就不敢出戰。而蒙古軍雖然攻不進城去，但留在城外的金國村莊鎮店也不少，自然都成爲他們掠奪的對像，因此毎一路蒙古軍都搶到了不少人口牲畜。也算是獲利不小，只是蒙古士兵都以西夏作爲參照，因此人人都覺得不滿足。
而在鐵木真心裡，也不滿足於只搶這麼些人口東西。他還希望與金軍大戰一場，再取得一次無定河邊的那種大勝，好爲先祖報仇。因此鐵木真率軍屯駐右桓州城下，和木華黎商量了好幾天，想設法攻開桓州城，不過一時都沒有好的辦法。
就在這時，傳來消息，金國的新皇帝完顏長之親自率領大軍出征，迎戰蒙古軍，大軍人馬以經到達了桓州附近。
得到了這個消息，鐵木真也不禁大喜，他一直在尋找金軍的主力部隊，希望能和他們大戰一場。現在金國派來援軍，自然不會再躲在城裡了。更何況這次帶隊的是現在的金國皇帝完顏長之，如果能夠一舉擊敗這支金軍，那麼這次出征金國，就算是大獲全勝了。
不過雖然這樣想，但鐵木真也絲毫不敢大意，畢竟這一次的領軍主將可不是普通人，即是楊炎推崇，也是少數鐵朩真看得起的金國名將。稍有不慎，失敗的就會是自己。而且現在蒙古軍分爲三路，兵力分散，而金軍卻是集中在一路，形成了局部的優勢兵力，現在這個時候，可也不能與金軍硬拼。
因此鐵木真立刻下令，首先退軍二十里，看看金軍作何反應。同時立刻派人通知其他兩路的蒙古軍，讓他們立刻連夜趕到這裡來與自己匯合，集中兵力與金軍決戰。
而金軍的大軍到了桓州之後，見蒙古軍後退，也不在城中駐紮，而是全軍殺出了桓州，尾隨着蒙古軍追擊過來。
鐵木真得知這一消息，差一點忍不住要仰面高呼“萬能的長生天”。他最擔心的就是金軍躲在桓州城中，或是依城下寨，然後趁蒙古軍四處劫掠的時候，集中騎軍人馬,圍剿落單的蒙古軍。而這樣全軍殺出，遠離城池，那麼金軍就沒有什麼可擔心的了。在西夏的戰爭中，蒙古騎軍在野戰中表現出來的戰鬥力，就連宋軍也自認要遜色一籌。同時現在蒙古軍從宋朝那裡得到了一批優質的盔甲武器，因此整體實力又可以提升一成。
而且鐵木真也打探清楚了，金軍這一次出動的兵力在七至八萬之間，其中騎軍的人數約在二到三萬，雖然各兵種分配還不淸楚，但在總體來看，雖然金軍的總兵力略多於蒙古軍，在蒙古軍全是騎軍，在野戰中，騎兵的戰鬥力遠強於步兵。因此蒙古軍並不處於劣勢。而旦這也不難看出，由於在南方邊境面臨着宋朝的壓力，也使金國的兵力捉襟見肘。所以鐵木真和木華黎都覺得，只要等蒙古的另兩路大軍到達聚齊之後，完全可以有把握戰勝金軍。
在另外兩路人馬還沒有到齊的情況下，鐵木真雖然沒有與金軍決戰，但每天都派遣小股人馬去偷襲金軍，一方向尋找金軍的漏洞，好一舉重創金軍，另一方面也是且戰且退，不斷將金軍引得向北前進，離桓州也越來越遠了。
而面對蒙古軍的小股人馬偷襲，金軍也表現得不急不燥，只要有蒙古軍偷襲，也使用騎兵迎戰，掩護着步軍始終保持着隊形，逐步推進，不給蒙古軍以可趁之機。雙方在桓州北方的荒漠上逐步向北方推進，五六天的時間，竟走出了近三百餘里。
雖然雙方始終都沒有進行大隊人馬接觸作戰，但連續發生了二十多次千人以下規模的戰鬥，但都是各有傷亡，基本打成了平手。其間金軍顯示出訓練有素的戰術能力和指揮者有條不紊的調度手段，也令鐵木真十分佩服，完顏長之果然是一個難纏的對手。而就在這時蒙古軍的另外兩路人馬也趕到了戰場上。
戰局一步一步納入了自巳所預計的軌道中，因此。鐵木真也心中大定，自覺以經是勝卷在握了。當下立刻率領人馬，迂迴到金軍的西側，又傳令到各軍中，命博爾術、博爾忽、赤老溫三人率領的東路軍由東進攻，和自己形成夾擊之勢。又命哲別、速不臺、忽必來三人率領的西路軍向南插入到金軍的後方，切斷金軍的歸路，三面齊發，夾擊金軍。
然而就在這時，意外的事情卻發生了。等三路蒙古大軍一齊撲向金軍的時候，卻發現竟然都撲了個空，三路人馬竟都沒有遇見金軍，一起碰頭，差一點自己打起來。鐵木真也大感意外，急忙派人去打聽金軍質去向，原來金軍不僅沒有向南撤，反而連夜向北急行前進，成功的躲過了蒙古軍的三面夾擊。
打聽清楚了金軍的動向之後，鐵木真也不得不佩服完顏長之，因爲在東南西三路都被蒙古軍堵截了，向北走確實是唯一正確的路。不過雖然如此，但金軍的歸路依然被蒙古軍切斷，還是沒有擺脫困境，而且金國是步騎混編，絕對跑不過蒙古軍，因此鐵木真立刻下令，率領蒙古大軍向北追擊。
那知這時金軍己拆行東行，蒙古軍追了五十餘里，只到兀魯灰河上游才發現了金軍的行蹤。而這時金軍早以經在這裡列好陣勢，嚴陣以待。
兀魯灰河只從大鹽濼羣牧司以東二十里的地方發源，源頭是一個大淡水湖，這裡以經離桓州四百佘裡了，但離桓州東北的臨潢府約有二百八十餘里，實際上以經進入了臨潢府的防守範圍內。在名義上，這裡雖然是金國的境內，但實際以經越過了金國北部的界壕，屬於金國到蒙古草原之間的一個緩衝地帶。
而金軍早己背湖結寨，修築好了防禦工事，全軍擺出了一個半圓的弧形陣。以隨軍的戰車爲障，十輛一排，而在戰車的間隙之間，是用填滿砂石耐麻袋堆壘起來。
看這陣勢，金軍顯然是早有預謀的。因此鐵木真心裡大感不妥，但是局面發展到了這一步,好不容易纔追上了金軍，也無法收手，因此蒙古軍歇兵了一天，鐵木真立刻下令，向金軍的大陣發動了進攻。
但金軍防禦工事雖然頗爲簡易，但卻十分實用。而且金軍全軍也都準備好了長槍盾牌，強弓硬弩，同時還有仿照宋軍的重甲麻扎刀陣。因此面對蒙古軍的攻擊，金軍依託工事，遠程的用弓箭射擊，近距離用長槍盾牌，麻扎刀陣抵抗。
而蒙古軍全是騎軍，在野戰中還可以利用騎軍移動迅速的優勢，迂徊包超，穿插，以攪亂敵軍的陣式。但打這種陣地攻堅戰，卻暴露出了兵種單一，而且又缺少重甲騎兵，沒有大型攻堅器具的弱點，攻堅能力明顯不足。同時金軍還時不時派出騎兵偷襲一下，因此儘管蒙古軍作戰依然頑強，但面對這種銅牆鐵壁似的防守，也被碰得頭破血流，損兵拆將。