不堪，主帅萧斡里剌放弃了东征的志愿，勒兵而还。

    耶律大石筹备了十年的复国之梦就这样破裂了，在虎思斡鲁朵等待捷报的耶律大石仰天长叹：“这是上天不让我讨伐金国，天数啊！”

    东征失利后，耶律大石暂时放弃了收复故土的念头，对西辽进行了有效的统治，数年间，百业兴旺，牲畜肥壮，国富民强。1137年，西辽开始了第二阶段的向外扩张，它首先进入费尔干纳谷地，继续向西推进，打败了西哈喇汗王朝的军队，大汗马赫穆默德逃回撒马尔罕。

    三年后，西哈喇汗王朝与葛逻禄人发生冲突，马赫穆默德向塞尔柱王朝国王苏丹桑贾尔请求支援，苏丹桑贾尔组织其他各国，集中十万多骑兵，渡过了阿姆河，开进河中地区，向葛逻禄人发起进攻，葛逻禄人向耶律大石求援。耶律大石给驻扎在撒刀尔罕的苏丹桑贾尔写信，为葛逻禄人求情。然而苏丹桑贾尔不但不接受说情，反而写信让耶律大石接受伊斯兰教，否则就用武力解决。

    耶律大石率领西辽军进军撒马尔罕。1141年9月9日，两军在卡特万草原相遇，相距二里许。

    耶律大石仔细观察了对方的行军布阵，晓谕全军将士：“西域军虽多，但有勇无谋，我军一举攻之，其必首尾不能相救，我师必胜。”于是派六院司大王萧斡里剌、招讨副使耶律松山率领2500人从右发起进攻；枢密副使萧剌阿不、招讨使耶律术薛率领2500人从左发起进攻；耶律大石亲率大军直接从正面进攻。三军一起进发，苏丹桑贾尔的部队大败，僵尸横亘数十里。西吉斯坦国王、苏丹桑贾尔的宰相和妻子被俘，苏丹桑贾尔带着残兵侥幸夺路而逃。

    此役后，苏丹桑贾尔一蹶不振，几年后被叛军囚禁，曾经纵横中亚的塞尔柱王朝就此灭亡。

    卡特万会战，是中亚史上一次著名的战役。耶律大石以少胜多，成功地征服了西哈喇汗王朝，实现了他一生事业的巅峰绝唱。

    耶律大石乘胜出兵，屠杀人民，洗劫村庄，逼迫花剌子模国向西辽朝贡臣服。

    耶律大石在西北建立的西辽政权，是辽朝的继续，前后历九十多年；西辽的疆域东起哈密，西至咸海，北达叶尼塞河上游，南抵阿姆河，一时成为中亚一个强大帝国。当时的西辽，仍采用中原传统的汉文尊号、年号、庙号；宫廷和官府使用的是契丹文和汉文；钱币上铸印汉文年号；官制也分北面官和南面官；对待属国，仍沿用中原王朝的惯例，实行不驻军队，不索质子的“羁縻”政策。西辽统治下的楚河流域，农业水利灌溉和城镇的手工商业也有一定程度的发展。由于西辽的立国纲纪，典章制度，泱泱有中华之风，所以，金元以来的史家都把西辽与中原诸王朝并列，从不视为异域外邦。

    西辽康国十年，戎马一生的耶律大石走到了人生尽头，在八剌沙衮的宫帐中去世，终年五十六岁。在位二十年，庙号德宗。