Воспользовавшись походом шаха Исмаила против Ширвана, Шейбани-хан послал отряды узбеков на Керман, что привнесло в область достаточно сильное опустошение. Удовлетворенный своими военными успехами, он отправил шаху дервишскую палку и чашу для сбора подаяний, намекая этим на его дервишское происхождение. Оскорбленный шах Исмаил во второй половине 1510 г. в Харакане объединил войска Ирана, Фарсистана, Кермана, Курдистана, Луристана, Аррана и Азербайджана, дабы подготовить поход на Хорасан, т. е. вопрос о войне с Шейбани-ханом был решен. Всем эмирам, сановникам и начальникам воинских частей были розданы подарки, состоящие из лошадей с богатой конской сбруей, драгоценного оружия, одежды, поясов, дорогих тканей, денег в благородных металлах и т. д. Таким образом, щедрость шаха Исмаила была беспредельной. Очевидно, это было оправдано, поскольку на карту ставилось многое.

Шах сделал шаг первым – он двинулся со всеми войсками на Дамеган, где наместником Шейбани был его зять Ахмед-султан. Услышав о приближении шахских войск, и он и узбекский правитель Астрабада бежали. Оставшаяся в городах знать выехала навстречу шаху с многочисленными подарками.

Шах двигался дальше на восток, гоня перед собою узбекские гарнизоны, разбросанные в разных местах западной части Хорасана, которые отступали, уходя под защиту Герата, где находился Шейбани-хан. Он только вернулся из малоуспешного и утомительного похода на афганских хезарейцев, тревоживших своими налетами его авангарды. Известие о вступлении в Хорасан шаха Исмаила и его успешное приближение к Мешхеду было весьма некстати для Шейбани-хана, к тому же в это время из Самарканда пришло известие, что его сын Мухаммед-Тимур потерпел поражение на Сырдарье от объединенных сил казахов. Войска хана были утомлены только что совершенным переходом, а отступавшие из Хорасана войсковые части были деморализованы, поэтому думать о выступлении навстречу шаху не могло быть и речи. По-видимому, чтобы быть ближе к своим заамударьинским владениям с их узбекскими резервами, Шейбани-хан поспешил с войском укрыться за стенами Мерва, дав знать в Мавераннахр, чтобы немедленно выслали ему подкрепление.

По ходу продвижения армии шаха Исмаила особого сопротивления со стороны противников оказано не было; к примеру, наместник Герата вскоре присоединился к своему государю в Мерве. В результате паники, охватившей узбекскую администрацию в Хорасане, часть из них покорно представилась шаху Исмаилу и была обласкана последним.

Армия шаха двинулась к Мешхеду, которым тоже овладела без особых потерь. Шах Исмаил совершил торжественное поклонение гробнице имама Ризы, с положенным традиционным обхождением, щедро одарил мешхедских сейидов и всех пребывавших у гробницы имама и выступил на Серахс. При его приближении узбекский наместник бежал из города-крепости, а жители выразили шаху покорность и получили пощаду от возможной расправы с ними шахского войска, заявив о своем исповедании шиизма.

Дорога на Мерв была открыта. И шахом, как положено, был выслан отряд разведчиков, который натолкнулся на отряд узбеков. В результате жаркой схватки узбеки отступили к городу и укрылись за его стенами. Вскоре подступили главные войска шаха, и началась осада Мерва. И здесь шах Исмаил проявил тактическую хитрость, которая стоила жизни Шейбани-хану.

Итак, 30 ноября 1510 г., несмотря на успешную осаду города, шах Исмаил внезапно снимает ее. Одновременно он направляет письмо Шейбани-хану такого содержания: «Ты обещал встретиться с нами в Иране или Азербайджане, но не выполнил этого обещания, между тем мы свое выполнили и пришли в Хорасан; ты же уклонился от свидания с нами. Теперь мы возвращаемся на зимовку в районы Хорасана, а по весне, в сезон тюльпанов, мы выступим на арену борьбы с тобою». При этом был очень правдоподобно инсценирован процесс отступления основных сил шаха.

Шейбани-хан, получив письмо шаха и усмотрев из его содержания слабость и бессилие Исмаила воевать с узбеками, вышел из Мерва со всеми своими силами и бросился преследовать «отступающих» персов. Оставленный около моста отряд, уклонившись от боя, обратился в бегство и пропустил узбекскую армию через мост – она стремительным маршем понеслась дальше. Шейбани-хан только тогда понял, что стал жертвой военной хитрости, когда узнал, что оставшийся позади него в 24 км от Мерва мост на Дургаб разрушен и армия шаха Исмаила сомкнула роковой для Шейбани-хана круг. Последовавшее затем кровопролитие было ужасным для обеих сторон. В конце концов победа осталась за армией шаха, и узбеки обратились в бегство, яростно преследуемые врагами, которые рубили их шашками; большая часть узбекских эмиров погибла в этом ожесточенном бою. Шейбани-хан и около пятисот человек из конвоя и свиты, спасаясь от наседавших персов, погнали коней в чардивар, не имевший выхода. Это был один из тех многочисленных степных загонов для скота, которые имеют четыре стены с одним лишь въездным пролетом. За уходившим ханом бросились персы и, окружив эту загородь, начали осыпать узбеков стрелами: те гибли, растаптываемые копытами сжатых в тесноте и взбесившихся коней, немногие же, оставшиеся в живых, по трупам мертвых поднимались на стены чардивара, но здесь либо становились мишенью метких выстрелов шиитов, либо добивались саблями. Когда все узбеки были истреблены в чардиваре, приближенные шаха стали искать Шейбани-хана и один из них, некто Азиз-ака, известный под именем Ади-бахадур, знавший вождя узбеков, нашел его задохнувшимся под трупами. Он отрубил ему голову и, принеся к шаху Исмаилу, по восточному обычаю бросил ее под ноги его коня, воздав при этом приличествующую хвалу шаху. Последний, захватив воинское снаряжение узбеков и все то, что принадлежало Шейбани-хану и его эмирам, приказал разделить добычу между особо отличившимися воинами. Население Мерва и его окрестностей было помиловано. Из голов убитых были сооружены пирамиды. Кстати, захваченный в Мерве Ходжа Камалуддин-Махмуд-и-Согарджи, бывший у Шейбани-хана сановником дивана и принимавший участие в решении важнейших государственных дел, был не только пощажен Исмаилом, но впоследствии находился при нем визирем, членом дивана и непременным участником всех шахских собраний.