面对这样的情况，童贯采纳“打抚结合”之策，一边调遣宋军主力开赴西域前线，一边传令沿途归顺的高昌回鹘、于阗、龟兹诸国提供军队、粮草补给与向导支援，形成对东部喀喇汗王朝的战略合围。
首先，大将王禀率三万宋军精锐步骑以及三万多西域骑兵直指喀什噶尔。
他们沿塔里木盆地北缘推进，所过之处，先派使者晓谕当地部落：“大宋抚远怀柔，凡愿归附者，优待归顺者，允许商人自由贸易，免赋税三年；若助纣为虐，城破之后概不宽恕。”
沿途小国见大宋军容鼎盛，又念及多年战乱之苦，纷纷开城纳降，仅半月便收拢部众万余人，充实了宋军后勤与侦查力量。
早在大宋西征之前，喀喇汗王朝的边境上已住着一万六千帐从辽朝来的契丹人，东部喀喇汗王朝委派他们守卫边疆，赐给他们份地和奖赏。
可不久前，东部喀喇汗王朝与这些契丹人发生了严重的矛盾。因为忌惮这支契丹人，阿赫马德汗强迫他们与妻子隔离，想使他们从此绝后。
这些契丹人自然不愿意，双方多次发生冲突。
后来这支契丹人也主动来投王禀。
结果，到了喀什噶尔时，王禀手下已经有了将近八万人马，可谓兵强马壮。
喀什噶尔作为东部喀喇汗的都城，城防坚固，阿赫马德汗调集五万精锐驻守，又征召城内青壮年加固城防辅助守城，意图凭坚据守。
王禀抵达城下后，并未急于攻城，而是先派工兵截断城外水源，再令工匠架设投石机与床弩，以及他们带来的轻型李琳炮，日夜轰击城墙薄弱处。
同时，王禀利用先前招降的西域部落以及契丹人熟悉地形的优势，派轻骑迂回至喀什噶尔城南的叶尔羌河上游，截断敌军粮道。
城内守军仅坚守半月有余，城内粮草便渐绝，饮水也匮乏，士兵士气因此低落，不少贵族见此，私下与宋军联络，愿为内应。
王禀见时机成熟，于深夜下令总攻，城内内应打开城门，宋军主力蜂拥而入，与守军展开巷战。
阿赫马德汗率亲信突围，被宋军追兵围困于城郊佛寺，力战不支后被俘，喀什噶尔宣告陷落。
与此同时，大将刘锜率两万宋军、三万西域骑兵进攻七河地区。
七河地区作为东喀喇汗王朝的西部门户，地势险要，守军依托山地筑垒设防，易守难攻。
刘锜深知强攻必遭重创，遂采取“围点打援”之策。
他先以主力将七河城团团围住，虚张声势营造攻城态势，再派副将王彦率五千精兵埋伏于城外必经之路。
阿赫马德汗派驻七河的守将急向周边部族求援，不料援军行至埋伏圈时，被宋军突然袭击，溃散而逃。
七河城内守军见外援断绝，军心大乱。
刘锜趁机遣人入城招降，许诺善待降兵，守将权衡利弊后开城投降，宋军以很小的代价拿下七河地区，打通了西进的通道。
拿下喀什噶尔与七河地区后，东部喀喇汗王朝的核心疆域已被宋军分割为南北两块。
童贯传令王禀、刘锜分兵追击残余势力。
王禀率部南下，清剿叶尔羌河流域的反抗部落；
刘锜则西进，攻克莎车、英吉沙等战略要地。
宋军每收复一地，便立即设立安抚使司，任命大宋官员与归顺的部落首领共同治理该地，推行中原的户籍制度与农业技术，稳定当地秩序，同时，以缴获的钱财、土地、牧场招募当地的民众修建通往大宋的铁路和公路。
那些原本依附东喀喇汗王朝的部落，见东喀喇汗王朝大势已去，纷纷转投大宋，甚至主动出兵协助宋军清剿残敌。
阿赫马德汗被俘后，东部喀喇汗的残余贵族退守帕米尔高原边缘的蒲犁城，企图依托山地负隅顽抗。
王禀与刘锜合兵一处，率军翻越葱岭支脉，对蒲犁城形成三面夹击。
此时的残余守军已无战心，面对宋军的猛攻，仅坚守三日便溃不成军。
宋军生擒最后一批反抗的贵族，彻底瓦解了东喀喇汗王朝的统治根基。
经半年征战，大宋彻底平定东喀喇汗王朝全境，将喀什噶尔、七河、莎车等重镇纳入大宋版图。
