与此同时,北辽灭完后,
北辽大将耶律大石率军西行,
公元1124年,率军西行的耶律大石,到达可敦城(今蒙古国布尔干省青托罗盖古回鹘城)建立根据地,
公元1132年,耶律大石在叶密立城登基称帝,号“菊儿汗”,群臣又尊汉号为“天佑皇帝”,建元延庆,西辽正式建立。
而此时,经过多年的政治演变,
喀喇汗王朝汗桃花石族的两大系已完全形成,
即长支阿里系和幼支哈桑系。
起初,王朝的统治权控制在阿里系手中,但玉素甫卡迪尔汗占领喀什噶尔后,王朝的统治权转到哈桑系手中。
公元1041年,伊卜拉欣用武力夺取布哈拉后,阿里系控制了河中地区,而哈桑系只控制王朝东部。
伊卜拉欣自称桃花石·博格拉·喀喇汗,完全独立自主,不承认东部喀喇汗为宗主。
于是在中亚地区形成了完全平行的两个独立王朝——东部喀喇汗王朝和西部喀喇汗王朝。
大约自1041年起,喀喇汗王朝正式分裂为二,
西汗为阿里后裔,通称阿里系,领有河中地区及费尔干纳西部,以撒马尔罕、布哈拉为都城;
东汗为哈仑·卜格拉汗后裔,通称哈仑或哈散系,领有怛逻斯、白水城、石城、费尔干纳东部、七河流域和喀什噶尔,以八剌沙衮为政治、军事都城,以喀什噶尔为宗教、文化中心。
公元1089年,塞尔柱王朝攻下布哈拉,
西部喀喇汗王朝从此在政治上成为塞尔柱王朝的附庸;
东部喀喇汗王朝在1130年,也曾一度表示臣服于塞尔柱王朝。
1124年,到达西域的耶律大石,曾经带领少量部众逃亡至东喀喇汗汗庭请求避难,
不料此时的东喀喇汗朝自顾不暇,
耶律大石遂联合3万回鹘族人,驻扎叶密立,开始发展自己的势力,
更是在公元1132年,于叶密立城,登基称帝,建立西辽。
公元1134年,东部喀喇汗王朝大可汗伊卜拉欣,同葛逻禄首领和康里首领不和,发生冲突,请求耶律大石出兵支援。
耶律大石趁机发动政变,占领八剌沙衮,作为自己的都城,
至此东部喀喇汗王朝势力大减,辖地只有喀什噶尔、阿克苏与和田地区。
而西部喀喇汗王朝,
从11世纪末、12世纪初起,已受塞尔柱突厥王朝(1038~1194)之挟制,
公元1137年,西辽大军在和毡,击溃西部喀喇汗王朝的军队。
公元1141年,九月九日,
西辽王朝与西亚的塞尔柱王朝,在卡特万草原上进行了历史上着名的“卡特万之会战”。
此战之中,耶律大石协同后辽上将魏振兴指挥东喀喇汗以少胜多,击败塞尔柱王朝,
西亚的塞尔柱王朝,战后势力退出了河中地区,
而西部喀喇汗王朝,则向西辽称臣,
改换宗主后,西部喀喇汗王朝得以用附庸形式保存下来。