耶律大石的西征路线因为史料过少，学术界也多有争议。这里笔者采用正史《西辽附录》里的路线：耶律大石自可敦城出发，经乃蛮部，和回鹘借道，在叶密立正事称帝，经过一系列的军事扩张，最终在虎思翰耳朵建都。
具体经过如下：1130年，耶律大石率领部下自可敦城出发，按照契丹人的风俗，以青牛白马祭天，树立旗帜，宣告祖宗。经过乃蛮部获得大量的牛羊，到达高昌回鹘境内时，耶律大石修书一封给回鹘王“是与尔国非一日之好也。今我将西至大食,假道尔国,其勿致疑。”大辽和回鹘一向交好，两国不仅数次通婚，彼此之间商贸往来频繁。耶律大石在回鹘受到了国王的接待，继续向回鹘进发。
图|耶律大石西征路线
1132年，耶律大石的大军到达叶密立，在群臣的拥戴下，耶律大石正式称帝。号“菊尔汗”，意为“众王之王”，因为耶律大石从小受汉文化的熏神染骨，出于对汉文化的敬仰，他又自称“天佑皇帝”。设国号为延庆。并以汉语作为国家通用语言。
在这个地方，还有大量游弋的契丹人，听闻耶律大石的威名后，纷纷前来归附。西辽的实力得以进一步壮大，耶律大石凭借强大的实力，完成了对高昌回鹘和西喀喇汗王朝的征服。叶密立已是喀喇汗王朝的地界，彼时的喀喇汗王朝内部斗争风起，不服西喀喇汗管教的葛逻禄人表示愿意向西辽臣服，请他进军西喀喇汗，迁都虎思翰耳朵。于是耶律大石的大军再次向西挺进。
图|辽军作战模拟场景
但是西喀喇汗身后还站着一个十分强大的帝国——塞尔柱帝国。塞尔柱帝国和西辽交锋时，派出的军马是西辽的数倍。久经沙场的耶律大石到了战场，看看地势，思索了片刻，笑着说：“敌军虽然人数众多，但指挥不当，对时机的掌控也不行，没什么好害怕的。”1141年，耶律大石率领的西辽军队，击溃塞尔柱帝国，这一战正是宣告了西辽在中亚地区的绝对霸主位置。
