耶律淳称帝后以李处温为守太尉、张琳为守太师、萧干为北院枢密使、奚王回离保为知北院枢密使事，军旅之事全部委任给耶律大石。6月，耶律淳遣使报宋，同意免除岁币，与宋结好。宋朝不许，发兵前来问罪，被辽兵击败。随后又遣使奉表于金，乞求成为金的附庸，还没有得到金的答复，耶律淳病死。众大臣商议立淳妻萧德妃为皇太后，主持军国大事。李处温等奉遗命迎立天祚帝次子秦王定为帝。太后秉政，改元德兴。当时宋兵前来进攻，打败了宋军，由此人心大悦，兵势强大。由于李处温等事先有迎秦拒湘之说，即迎立秦王而拒绝湘阴王，引起契丹贵族不满。李处温父子担心身遭祸患，遂南与宋朝童贯等取得联系，策划挟持萧太后纳土降宋。同时，又与金相沟通，想成为金的内应。萧太后得知消息，处死了李处温等人。
8月，金阿骨打率领精兵追袭天祚帝，双方战于石辇驿，辽兵败绩，都统萧特末及其侄撒古被金军抓获。9月，辽知易州高凤、常胜军（怨军）将领郭药师以易州、涿州之地降宋。萧太后也派萧容、韩肪军出使宋朝，奉表称藩，宋没有接受。同月，奉圣州（河北涿鹿）降金。10月金兵攻蔚州。蔚州以城降。11月，天祚帝闻听金军已至奉圣州，遂率领卫兵屯驻于落昆髓。德妃萧太后先后五次向金奉表请求册立秦王，金不许。萧太后遂以劲兵扼守居庸关，金军进抵居庸关时，山崖上的石头滚落下来，戍关的辽兵多被压死，不战而自溃，金军入关后攻陷燕京，辽宰相左企弓等奉表请罪降金。至12月，金兵克定西京，天祚帝由扫里关出居四部族详稳之家。辽的五京全被金人占领。萧太后出古北口前往天德军（呼和浩特东白塔镇），晋见天祚帝，天祚帝大怒，将太后杀死，降秦晋国王贬为庶人。
1123年（保大三年）正月，奚王回离保自立为奚国皇帝，建元天复。张毂据守平州叛辽附金。辽朝的宣、锦、乾、显、成、用、豪、懿等州降金。4月，金兵围攻青冢寨（呼和浩特东）。天祚帝子秦王定、许王宁、诸妃、公主等都被金军俘虏。梁王雅里由硬寨太保特田哥护卫逃跑，从荒野小路行至阴山，听说天祚帝逃往云内（内蒙古默特左旗西北），遂奔云内往见天祚帝。当时雅里身边扈从的兵士有千余人，超过了天祚帝身边护卫军的人数，由此天祚帝担心特田哥等人有废立之变，想诛杀他，就以他不能全救诸王为辞，将要进行审讯，先仗剑召雅里问道：“特田哥让你做什么？”雅里说：“他没说其他的话。”这才只得释放了特田哥。5月，天祚帝南渡黄河，欲往西夏。军将耶律敌烈与特田哥等护拥雅里北逃至沙岭。雅里称帝，改元神历。雅里性格宽宏大度，厌恶诛杀，抓获逃亡的人也只是鞭笞而已。有自己归来的，立即任以官职。一时间，乌古部节度使迭烈部统军挞不也，都监实里不等各率其众前来归附。自此诸部陆续前来。但是雅里却日渐懈怠，不理政事，整日击鞠（一种类似足球运动），10月间，雅里病死。
金兵至居庸关，耶律大石被金军擒获。1123年9月，大石领兵自金营逃出，归见天祚帝。天祚帝责问他说：“有我在，你怎敢拥立耶律淳？”大石说：“陛下以全国之力，不能抗拒金人，弃国逃跑，使黎民百姓遭受涂炭之苦，即使立十个耶律淳，也都是太祖的子孙，岂不胜于向别人求命吗？”天祚帝无话可说，只好赦免了他。天祚帝得大石兵，又得阴山室韦玛克突兵，自称是得天助。遂于1124年（保大四年）7月出兵收复燕云，大石极力劝谏，说：“自从金人最初攻陷长春辽阳，则皇帝车驾不去广平淀，而去中京定都，金军攻陷上京，陛下则又定都燕京，中京陷落，陛下则往云中，自云中而又去夹山。向来不曾谋求攻战守备之事，致使举国汉人居住之地全被金人占有，国势衰微至此，才想起与敌交战，这已不是上策了。现在应该先养兵，等待时机，不可轻举妄动。天祚帝不听。耶律大石见辽灭亡的大局已定，遂杀北院枢密使萧乙薛等人，置北、南两面官署，自立为王，然后率兵西去。
耶律大石率部走后，天祚帝自夹山出兵，下渔阴山，取天德，东胜宁边（清水河县西南）、云内等州，又南下武州（山西神池东北），遇到金兵战于奄遏下水，一战而溃，辽军将领多数都率领所部降金。1125年（保大五年）正月，天祚帝经天德军过沙漠西逃，金兵突然追赶上来，慌乱之中，天祚帝徒步西走，后来乘张仁贵马得以脱离险境。时值天气寒冷，风雪交加，天柞帝一行缺粮少衣，受冻挨饿，受尽了折磨。过天德后，曾在百姓家居住数日。2月，天祚帝至应州新城东60里，被金将完颜娄室擒获，送至金朝，金降封其为海滨王，一年后病死。
契丹族经916年，耶律阿保机建国至天祚帝被俘，共九个皇帝，209年，太宗耶律德光于公元947年灭晋时，建国号为大辽。圣宗隆绪时一度改国号为大契丹，道宗时又改为辽。自阿保机至天祚帝，习惯上都称为辽朝。
1124年，耶律大石脱离天祚帝，率领200铁骑进入西北。西北是少数游牧部族的聚居地区，当时仍属辽朝的统治范围，金兵南侵，攻打辽朝州郡，追击天祚帝，但没有深入到这一地区，因此该地区局势相对稳定。大石率众北过黑水，见白达达详隐床古儿。床古儿前来进献马400匹，骆驼20头，羊若干。再西进至辽朝西北重镇可敦城（蒙古人民共和国布尔根省南），驻于北庭都护府故地。大石在可敦城召见威武、崇德，等7州以及鞑靼、乌古、敌烈、王纪剌（弘吉剌）、密儿纪（蔑儿乞），乃蛮等18部的部众，对他们宣告说：“我祖宗创业艰难，历经九世皇帝，二百余年。金原是一个臣属于辽的部族，逼我国家，残害黎民百姓，侵占都城州邑，使天祚帝逃奔在外，日夜痛心疾首。现在我仗义而西，想要借助于你们诸部的力量消灭敌人，恢复疆土，你们也有人肯于替国家着想，拯救陷于苦难之中的人民吗？”各部奋起响应，大多都交出兵马归大石指挥。大石得精兵万余人，于是设置官吏，装备排甲兵器，组建成一支新的军事力量。
1125年2月，天祚帝被俘时，耶律大石在可敦城积蓄力量。1130年2月以青牛、白马祭祀祖宗，整顿军旅，经回鹘西行。事先，大石给回鹘王毕勒哥写信说：“自我太祖以来与你们修好已非一日，今天我要西去大食，请你们不要有疑心。”毕勒哥得到书信，立即迎接大石至府邸，大宴三日。大石临行时，毕勒哥又献上马六百、骆驼一百、羊三千，愿意以子孙为质，做大石的附庸，并亲自送大石至境外。大石所过之处，遇到敌对抵抗的力量，就打败他们，遇到归顺投降的就安顿他们。兵行万余里，归顺的国家就有好几个。而且获得驼、马、牛、羊财物等不计其数。军事力量日益强盛，将士锐气倍增。
大石领兵至塔什干，西域诸国举兵十万，号为忽儿珊，前来拒战。两军相距二里对阵。大石对将士们说：“对方军队数量虽多但是没有智谋，如果攻打他们，那么他们就首尾不能相救，我军必胜无疑。”派遣六院司大王萧斡里剌、招讨副使耶律松山等率领兵二千五百攻击敌军右侧；遣枢密副使萧剌阿不，招讨使耶律术薛等领兵二千五百攻敌军左侧。大石亲自率兵攻打其中部。三军一齐进发，忽儿珊军大败，死尸遍野，绵延数十里。大石领兵在塔什干（乌兹别克斯坦首都）营驻九十日。
天祚帝被俘以后，耶律大石力量的存在一直是金朝的心腹之患。金朝不断派人打探大石的消息，总是担心大石的力量强大后会东向反攻。一当金朝得知大石西去回鹘，遂遣降将耶律余睹与石家奴等领兵追讨，沿途曾向西北诸部征兵，诸部拒绝。石家奴领兵至兀纳水而还。余睹得知大石已在和州（新疆吐鲁番东南哈拉和卓堡西南）回鹘境内，恐与西夏联结，就遣使去西夏询问。西夏回答说：“夏国与和州不相接壤，也不知大石的去向。大石是自和州西至叶密立（新疆莎车）。1131年，大石军西至起儿漫，文武百官拥立大石为帝。称天祐皇帝，又采用突厥称号为葛儿汗，建元延庆，世称西辽。重建的辽朝又号哙喇契丹，即黑契丹之意，这是由于崇尚黑色的原因。
1134年，耶律大石班师东归，走了二十余日，到达八剌沙衮，遂在此建立都城，称为虎思斡耳朵，契丹语的意思是强有力的官帐。改元为康同。虎思斡耳朵位于现在吉尔吉斯坦的托克马克以东楚河南岸。这一地区原是回鹘的旧地，回鹘人在此建立城邑。西辽时，回鹘邹括部占据此城，部民以种田为主，收获物的十分之一缴纳赋税，邹括人兵器简单，武力薄弱，时常遭到突厥族康里部和哈喇鲁人的骚扰，大量的部民、牲畜、财物被劫杀。耶律大石称帝后，八剌沙衮的部长也像西州回鹘那样愿附属于西辽。并请求大石进驻此城。从此，西辽就一直建都在此。
西辽的统治巩固以后，耶律大石连年对外展开战争，扩大了统治的范围和领域。他以六院司大王萧斡里剌为兵马都元帅，敌烈部前同知枢密院事萧查剌阿不为副元帅，率领七万骑兵东征。出征前，以青牛白马祭告天地，树立旗帜；誓师动员，大石说：“我大辽自从太祖、太宗艰苦奋斗、创立帝业后来继承帝位的君主沉湎于酒乐，不理政事，各地盗贼蜂起，天下土崩瓦解。我率领你们远至西北荒漠之地，是期望恢复大业，这里不是我们长期居住之地。”东征的目的是要中兴辽朝基业，恢复大辽的统治。大石又对元帅萧斡里剌说：“现在你要率兵东征，应该信赏必罚，与士卒同甘共苦，选择水草肥美之地立营扎寨，根据敌人兵力情况而决定进退，不要自取失败。”西辽军行至喀什喀尔，原有的辽朝的汉人和契丹兵驻扎于此，他们相继归服了西辽。西辽军自喀什喀尔东进又征服了和田，已行程万余里。但在继续进军时遇到沙漠阻隔，牛马多死，难以东进，不得以勒兵而还。
西辽军至喀什喀尔时，曾分出一支军队，进至阿姆河彼岸与撒马尔干的算端展开激战，获得胜利。算端求助于塞尔柱王朝的桑伽尔。1141年，桑伽尔与西辽军交战，桑伽尔惨败，西辽的这支军队乘胜向西北进攻花剌子模，花剌子模成为辽的属国。
1143年，耶律大石病死，依照汉制立庙号为德宗。子夷烈年幼，由皇后塔不烟执政。号为感天皇后，改元咸清。塔不烟执政七年。1151年，夷烈即位，改元绍兴，在位13年，庙号仁宗。1164年仁宗妹普速完权代执政，称承天太后，改元崇福。普速完与夫弟朴古只沙里私通，谋杀夫驸马萧朵鲁不。萧朵鲁不父都元帅斡里剌领兵围攻皇宫，射杀了普速完及朴古只沙里。1178年，仁宗次子直鲁古即帝位，改元天禧。直鲁古在位34年。在其统治期间，西辽与花剌子模（中亚阿姆河下游古国）关系逐渐紧张，花剌子模不愿臣属于西辽，不断策划反抗西辽的统治。而这时，蒙古族迅速强大起来，1204年，蒙古乞颜部首领铁木真消灭了强大的乃蛮部，乃蛮部酋长太阳汗败死。太阳汗的儿子屈出律穿过别失八里，进入苦叉地区。1208年初，屈出律逃到西辽，直鲁古收留了他，并把皇后古儿别速所生的女儿也嫁给了他。屈出律利用花剌子模和撒马尔干策划反辽，在西辽统治地位发生动摇之时，又得知乃蛮部残存势力还散处在山中，便请求东归，收集残部，以便伺机篡夺西辽政权。
直鲁古自屈出律离去后有所悔悟，命令撒马尔干的奥斯曼等加强戒备，以防屈出律卷土重来。然而奥斯曼抗拒命令，并与花剌子模联合起来反叛西辽。屈出律也已和花刺子模取得联系互派使者，双方约定各自从西南和东面夹击西辽。直鲁古腹背受敌，危险在即，遂派兵三万人攻打奥斯曼，获得胜利。进驻了撒马尔干。而东部屈出律又发动叛乱，不得已，直鲁古又自撒马尔干撤军，分兵攻打屈出律，结果花剌子模乘机出兵进驻撒马尔干，并与之合兵进攻西辽西部重镇塔剌斯。西辽大败，塔剌斯守将延古被俘。随即，八刺沙衮城也投降花剌子模。当直鲁古率大军返回八剌沙衮时，城内居民闭门拒守，双方相持16日。西辽又重新集结各地兵力奋力攻城，城破后，西辽军大肆杀掠，有四万七千人被杀，大批的财物被抢夺。由于各军拒不上交所掠财物，引起西辽军内部混战。屈出律又利用辽军混乱纷争之机，出其不意发动攻击，直鲁古被擒投降。1211年，屈出律篡夺了西辽政权，奉直鲁古为太上皇，皇后为皇太后。两年后，直鲁古病死。屈出律仍沿袭辽朝制度，称西辽。
西辽在耶律大石时期是强盛的，其领域北至巴尔喀什湖，东有新疆西部，领有别失八里，东南抵和田，西南界阿姆河，西达咸海，统治花剌子模。在当时我国的西北部，西辽也是一个强大的王朝。屈出律统治时期，花剌子模和撒马尔干一带已不再为西辽所有。1218年，蒙古军队由哲别统率，进攻西辽，哲别擒杀屈出律，西辽灭亡，喀什喀尔、和田、叶尔羌等地相继投降，归于蒙古及后来元朝的统治。
