1219年秋，成吉思汗率領(lǐng)蒙古軍大舉侵略花剌子模，穆罕默德退駐阿姆河南，并且準(zhǔn)備逃往西境以避蒙古兵鋒，扎蘭丁力諫，并自請統(tǒng)兵于阿爾泰河迎戰(zhàn)，穆罕默德不納。1220年春，蒙古軍相繼占領(lǐng)不花剌、撒馬耳干。成吉思汗遣哲別、速不臺追擊摩訶末沙，扎蘭丁隨父西逃，躲入里海中一島。

年終，摩訶末蘇丹病死，死前傳位扎蘭丁。扎蘭丁即位後承襲花剌子模沙和蘇丹稱號。1221年初，扎蘭丁離開里海返回舊都玉龍杰赤，花剌子模的突厥將領(lǐng)素驕模懼扎蘭丁奪其軍權(quán)，密謀害之。扎蘭丁得報后，率親信逃出，輾轉(zhuǎn)到達(dá)加茲尼后，向所有伊斯蘭國家求救，并結(jié)集約10萬軍隊(duì)，進(jìn)駐八魯灣川，出擊蒙古軍獲勝。成吉思汗當(dāng)時稱贊扎蘭丁之武勇，并說過希望自己的兒子有這樣的才能。

扎蘭丁反擊后，呼羅珊許多城市起而響應(yīng)，反抗蒙古人壓迫。但扎蘭丁兩部將不和，軍隊(duì)分裂，力量削弱，不敢迎戰(zhàn)成吉思汗親自統(tǒng)率的蒙古大軍，乃退至印度河畔。11月，扎蘭丁被哲別和速不臺的蒙古軍包圍，激戰(zhàn)後，扎蘭丁躍馬渡河，逃入印度。1224年蒙古軍退后，扎蘭丁由印度回波斯，向阿拉伯阿拔斯王朝借兵，先後據(jù)有起兒漫、亦思法杭等地區(qū)，阿姆河以西諸川盡為所有，勢力復(fù)振。不久，因宿怨與哈里發(fā)納綏爾發(fā)生爭戰(zhàn)；又出征阿塞拜疆和谷兒只吞并其國土，引起伊斯蘭諸國不滿，扎蘭丁陷于孤立。

1228年，察合臺率蒙古軍進(jìn)至伊斯法罕，扎蘭丁戰(zhàn)敗，單騎突圍。蒙古軍退后，他仍不重視防范強(qiáng)敵，繼續(xù)進(jìn)行搶掠和擴(kuò)張戰(zhàn)爭，并出兵攻占起拉特，侵犯羅姆蘇丹國(位于小亞細(xì)亞)。1230年，被羅姆蘇丹領(lǐng)導(dǎo)的各國聯(lián)軍擊敗于額爾占章，被迫議和而還。這時，蒙古大將拔都奉窩闊臺汗之命統(tǒng)兵征討扎蘭丁，直取大不里士，扎蘭丁倉惶出逃。

扎蘭丁從復(fù)國以來，不事整頓內(nèi)政，只不斷窮兵黷武，殺掠、壓迫被征服地區(qū)的人民，又沉溺酒色，以致大失民心。1231年，在蒙古軍的緊緊追逼下，逃入庫爾德斯坦山中，被殺，其死亡原因有多種版本，一是被自己將領(lǐng)所殺；另一版本則是被追擊的蒙古軍所殺。

扎蘭丁1231年8月15日死于迪亞別克爾山中（[法]雷納·格魯塞《蒙古帝國史》）。

扎蘭丁蘇丹死后數(shù)年，有人傳說扎蘭丁未死，曾在數(shù)地見過其本人。伊斯皮達(dá)爾（IsPidar）有個人自稱為蘇丹，蒙古駐軍將領(lǐng)證實(shí)是個冒充者，于是將之處死。

扎蘭丁死后22年，有一人穿著印度丐僧之服，渡阿姆河，告訴擺渡的舟子：“我就是世人以為在阿米德山中被庫爾德人所殺之花剌子模扎蘭丁蘇丹，當(dāng)年被殺者實(shí)際上是我的馬夫，我流落四方多年，此事尚不為世人所知！”擺渡的舟子將之誘至附近蒙古總督府處，誘捕之，經(jīng)過嚴(yán)刑拷問，至死不改變自己即是扎蘭丁蘇丹的說法。