1127 yılında Kutbeddin Muhammed�in ölümü üzerine, yerine büyük oğlu Alâeddin Atsız tayin olundu. Küçüklüğünden itibaren iyi bir tahsil ve terbiye görmüş olan Atsız, aynı zamanda Sultan Sencer�in şahsî teveccühüne mazhar olmuştu. Nitekim Atsız, ilk devirlerde Sultan Sencer�in seferlerine bizzat ordusuyla katıldı ve onun başarılarında büyük yardımı oldu. Atsız, aynı zamanda kendi siyasî nüfuzunu genişletmeye de çalışıyordu. Bu sebeple Cend ve Mangışlak gibi askerî bakımdan mühim merkezleri zaptetti. Ancak Atsız�ın bu faaliyetleri, Sultan Sencer�i kızdırdı ve tekdir edilmesine yol açtı. Atsız, Sultan�ın bu tutumu üzerine, kesin olarak bağımsızlığını ilan etti. Sultan Sencer, bu duruma nihaî bir çözüm getirmek amacıyla, 1138 yılında, büyük bir ordunun başında, Harezm üzerine yürüdü. Yapılan savaşta Sencer, Atsız�ın ordusunu hezimete uğrattı. Atsız�ın kardeşi Atlığ da ölenler arasındaydı. Harezm�in idaresini Süleyman bin Muhammed�e veren Sencer, onun başkanlığında vezir, atabeg ve hâcib adı verilen memurlardan müteşekkil bir dîvân kurdu ve 1139 yılında Merv�e döndü.
Harezm�de işbaşına geçen yeni idare, Atsız ve taraftarlarının da karşı faaliyetleri üzerine, halkı memnun etmekten uzak kaldı. Harezm halkı, huzur dolu eski idareyi aramaya başladı. Bu sebeple, Atsız�ın, Harezm�de hakimiyeti ele geçirmesi uzun sürmedi. 1140 yılında devletin başına geçen Atsız, Sencer�in yeni bir seferinden çekinerek, onu metbu tanımayı ve ona uymayı ihmal etmedi. Fakat, bu durum uzun sürmedi. Sencer�in, 1141 yılında Karahitaylarla yaptığı savaşı kaybetmesi üzerine Atsız, büyük bir orduyla Horasan�a gelerek Merv�i zaptetti. 1142 yılında ise Nişapur�u alarak adına hutbe okuttu. Bu arada, Sencer, Horasan�da yeniden hakimiyetini kurmaya muvaffak olunca, Atsız, geri çekilmeye mecbur kaldı ve yeniden Sultan�a bağlılığını arz etti (1144). Atsız�ın Sencer�e karşı giriştiği isyanlar, Sultan�ı üçüncü defa Harezm ülkesine girmeye mecbur etti. Hazarasp Kalesini fetheden Sultan Sencer, Harezmşahların merkezi Gürgane önüne geldi ise de, Müslümanlar arasında kan dökülmesini istemeyen bir dervişin ricasını kırmayarak, Atsız�ın, kendisini metbu tanıdığını bildirmesi ve affını rica etmesi üzerine geri döndü.
1156 yılında Atsız�ın vefatı üzerine, yerine veliaht Ebû Feth İl Arslan geçti. İl Arslan, daha hükümdarlığının başında, saltanatta hak sahibi olabilecek durumda bulunan amca ve kardeşlerini ortadan kaldırdı. İl Arslan�ın hükümdarlığını, Sultan Sencer de kabul etti. Ancak, Sencer�in çok geçmeden vefat etmesi ile, Doğu İran sahasında Selçukluların etkisi kalmadı. Böylece, bölgede Harezmşahlar kuvvetli duruma geldiler ve Selçuklularla bağlarını kopararak müstakil bir devlet oldular. Nişapur�u kendisine merkez yapan İl Arslan, 1170 yılında Tus, Bistam ve Damgan taraflarını fethetti. Bu arada Harezmşahların, Karahitaylara ödedikleri vergiyi kesmeleri, iki devleti karşı karşıya getirdi. Karahitayların üzerlerine gelmesi üzerine onlar, her zaman olduğu gibi, yine istila sahalarını su altında bırakmak suretiyle kendilerini korudular. İl Arslan, 1172 yılında vefat etti.
İl Arslan�ın vefatı, ülkeye yeniden kardeş kavgalarını getirdi. İl Arslan�ın küçük oğlu ve veliaht olan Sultan Şah, annesi Terken Hatun�la beraber Harezm�de bulunuyordu. Babasının ölümüyle tahta oturan Sultan Şah�a, kardeşi Tekiş itaat etmedi. Tekiş, kardeşinin kendi üzerine kuvvet sevk etmesi üzerine, Karahitaylara müracaat ederek kendisini desteklemelerini istedi. Her fırsatta Harezmşahların iç işlerine karışan Karahitaylar, bu talebi severek kabul etti. Tekiş�in, çok kuvvetli bir Karahitay ordusunun başında olarak Nişapur�a geldiğini duyan Sultan Şah, taraftarlarıyla birlikte Irak Selçukluları�nın naibi olan Melik Ayaba�nın da kuvvetlerini yanına alarak, sultanlığını ilan eden Tekiş üzerine birçok kereler sefere çıktı ise de, hemen hepsinde başarısızlığa uğradı. Hattâ, bu seferlerden birinde yakalanan Ayaba öldürüldü (1174). Terken Hatun ve Sultan Şah Dihistan�a kaçtılar.
Bundan sonra tahta geçen Alâeddin Tekiş, Harezmşahlar sülalesinin en kudretli şahsiyetlerindendir. Harezmşahlar Devleti, onun sayesinde imparatorluk hâlini aldı. Tekiş, ilk olarak Karahitaylar ile mücadeleye girişti. Harezmşahlardan vergi istemeye gelen Karahitaylı elçinin gururlu oluşu ve edepsizliği, Tekiş�in onu öldürtmesine yol açtı. Bu şekilde başlayan çarpışmalar, Harezmşahların başarısıyla sonuçlandı. 1187 yılında, kardeşi Sultan Şahın ölümü, Tekiş�i daha rahatlattı. Doğu İran ve Horasan�ı tamamen emri altına alabilmek için faaliyetlere girişti. Selçuklu Sultanı İkinci Tuğrul Şahı, giriştiği muharebede öldürttü. Tekiş, artık kendisini Selçukluların vârisi sayıyordu. Bağdat halifesinden Irak, Horasan ve Türkistan sahalarının hakimiyetini tasdik eden saltanat menşûrunu (fermanını) aldı. İsmailîler elinde bulunan bazı kaleleri geri aldı. Bu geniş fütuhatları gerçekleştiren Tekiş, Harezm�e döndüğü 1200 yılında vefat etti. Yerine bu sırada Turziz muhasarasında bulunan oğlu Muhammed, Alâeddin unvanı ile tahta çıktı.
Alâeddin Muhammed�in ilk devirleri, daha babasının sağlığında istiklâl emelleri besleyen Melikler ve Gur sultanları ile mücadele hâlinde geçti. Bilhassa, tehlikeli bir hâl almış bulunan Gur istilâsını güçlükle önlemeye muvaffak oldu. Gur sultanı Şehâbeddin�in ölümü üzerine, Alâeddin, Herat�a hakim oldu (1207). Gurluların, tehlikesiz bir hâle getirilmesinden sonra Harezmşahlar için en büyük tehlike Karahitaylar idi. Mâverâünnehir�i hakimiyetleri altında bulunduran bu devletin nüfuzunu kırmayı ve İslâm dünyasını böyle bir dertten kurtarmayı amaçlayan Alâeddin, bunu kendisi için pek mühim bir vazife biliyordu.
Nitekim, 1207 yılında Mâverâünnehir�e karşı giriştiği sefer ile, bu büyük hareketi başlattı. 1208 yılında, Karahitay ordusunu, büyük bir hezimete uğratan Alâeddin, Buhara�yı zaptetti. Yine bu sırada Cengiz�in önünden kaçan Naymanların, Karahitay ülkesine girişi ile Karahitaylar, bir daha kendilerini toparlayamadılar ve tamamen Harezmşahlar�a tâbi hâle geldiler (1212). Harezmşahların nüfuz ve kudreti, İran ve Afganistan sahalarında devamlı artmaktaydı. 1225 yılında Gazne�yi alan Alâeddin, bu bölgenin idaresini oğlu Celâleddin�e verdi. 1217 yılında İran�a bir sefer yaptı. Ancak bu sefer, diğerleri gibi başarılı geçmedi ve ordu büyük zâyiata uğradı.
Harezmşahların bu haşmetli devresinde, doğuda büyük bir tehlike başgösterdi. Bu tehlike, doğuda yalnız Harezmşahları ortadan kaldırmakla kalmayacak, bütün dünyanın tarihî mukadderatı üzerinde derin izler bırakacaktır. Çünkü, tam bir çapulcu sürüsü olan Moğol ordusu, önüne gelen her yeri yakıp yıkmakta, girdikleri ülkelerde kültür ve medeniyetten eser bırakmamaktaydı. Başlangıçta Harezmşahlarla, Moğollar arasında dostluk ve ticarî ilişkilerin geliştirilmesi gayesiyle elçiler gelip gittiyse de, bir Moğol kervanının, Otrar Valisi İnalcık tarafından, casusluk iddiası ile tevkif edilip, tacir ve kervancıların öldürülmesi, araya soğukluk getirdi. Cengiz, Harezmşah�a bir elçi göndererek İnalcık�ın teslimini ve malların tazminatını istedi. Sultan Alâeddin�in bu teklifi reddetmesi, iki devlet arasında savaşı kaçınılmaz kıldı. Her ne kadar, Alâeddin�in, bu teklifi reddetmekle, yüzbinlerce Müslümanın kanını akıtacak bir olaya sebebiyet verdiği iddia edilmekteyse de, bu teklifin kabulü neticesinde, kibir timsali Cengiz�in daha da şımaracağı, yeni istekler peşinde koşarak harbe sebebiyet vereceği belliydi. Nitekim, 1216 yılından itibaren, uzun askerî hazırlıklar içinde olan Cengiz�in hedefi, İslâm âlemi idi.
Gerçekten de Cengiz, 1219 yılı sonlarına doğru, 200 bin kişilik ordusuyla ilk olarak Harezmşahlara karşı harekete geçti. Harezmşahların, kuvvetlerini, büyük şehir ve kalelere dağıtmasından da istifade ederek, önemli merkezleri tek tek ele geçirmeye başladı. Mukavemet gösteren mevkiler, korkunç bir katliama uğratılıyordu. Kısa bir süre içinde Buhara, Semerkand, Otrar, Sığnak, Berakend ve Hocend gibi şehirler, Moğolların eline geçti. Harezm müdafaa kuvvetlerinin, büyük kahramanlıklar göstermesine rağmen, sonuç değişmiyordu. Sultan Alâeddin, son olarak Devletâbâd yakınlarında Moğolların karşısına çıktı ve tekrar yenildi. Abiskun�da bir adaya sığınan Alâeddin, çok geçmeden burada hastalanarak, 1220 yılında vefat etti ve yerine oğlu Celâleddin tahta çıktı.
Harezmşahların bu son hükümdarının hayatı, maceralar ve kahramanlıklar ile dolu geçmiştir. Celâleddin Harezmşah, saltanatının daha ilk yıllarında, kendisini tanımak istemeyen Türk kumandanlarının suikast tertipleri neticesinde Horasan�a çekildi. Burada toparlayabildiği kuvvetlerle, gece-gündüz demeden, var gücüyle Moğollara karşı çarpıştı. Neticede, batıya doğru yayılan bu istilâ selini bir müddet geciktirmeye muvaffak oldu. Celâleddin ile birlikte Harezmşahlar Devleti de son buldu (1230).
Kültür ve teşkilât: Harezmşahların askerî ve idarî teşkilâtı, ana hatları ile Büyük Selçuklular'dan alınmıştır. Harezmşahların ordusu, Tekiş zamanında, doğunun en büyük askerî kuvveti hâlini almıştı. Harezmşahlarda malî işler Dîvân-ı İstifâda, askerî işler ise Dîvân-ı Arz�da görülürdü. Dîvâna sultanın vekili sıfatı ile vezir-i âzam başkanlık ederdi.
Harezmşahlarda ordu, hassa ordusu ve eyalet askerlerinden meydana geliyordu. Memleketin her tarafına dağılmış haldeki ıktâ sahiplerinden teşekkül eden muazzam bir süvari kuvveti bulunuyordu. Ayrıca, muhtelif eyaletlerde askerî valilerin emri altında özel kuvvetler vardı. Bunlar, sultana tam bağlı olup, istenildiği yere kuvvet sevk ederlerdi.
Harezmşahlar Devletinin adlî teşkilâtı bütün Müslüman-Türk devletlerinde olduğu gibi şer�î ve örfî kanunlar idi. Memlekette en çok Hanefî ve kısmen de Şâfiî mezhebinin hükümleri uygulanırdı. Şer�i mahkemelere kadılar bakmaktaydı. Orduya mensup olanların şer�î meselelerini halletmek için, kazaskerler yani ordu kadıları vardı.
Harezmşahlar devrinde başkent Cürcan başta olmak üzere, Herat, Belh, Merv, Nişâbur, Buhâra ve Semerkand bir bilim ve sanat merkezi hâline gelmişti. Cürcan�da on büyük vakıf kütüphâne vardı. Nişabur, ilim ve sanat adamlarının toplandıkları parlak bir medeniyet merkezi olmuştu. Eski binalar tamir edilmiş, yeni yeni medreseler, hânkâhlar ve saraylar ile süslenmişti. Hükümdar ve şehzadeler, genellikle iyi tahsil görmüş, kültür sahibi insanlardı. Âlimleri ve şairleri saraylarında topluyor, onlara en büyük değeri veriyor ve himaye ediyorlardı. Meselâ Atsız, Horasan seferinden dönüşte Zemahşerî, Fahreddîn Râzî, Şemseddîn Muhammed gibi âlim ve bilginleri Harezm�e getirmişti. Avfi, Harezm�deki ilim ve sanat adamlarını gökteki yıldızlara benzetmektedir. Bu durum, Moğol istilâsından önce, Harezm�in medenî inkişafını çok iyi belirtmektedir. Memleketin her tarafında kütüphaneler, hastaneler, eczaneler ve hanlar yapılmıştı.