جد بزرگ خوارزمشاهیان، غلامی ترک نژاد به نام نوشتکین بود. او نه فرزند داشت و پسر ارشد او قطب الدین محمد نام داشت. در سال 491 قطب الدین محمد از طرف سلطان سنجر سلجوقی، حاکم خوارزم شد و لقب خوارزمشاه گرفت و مدت سی سال به همین منوال گذشت تا اینکه وفات کرد و بعد از او پسرش اتسز جانشین وی شد.
این واقعه در سال 521 هجری قمری رخ داد. او در کنار سلطان سنجر در جنگ ها شرکت میکرد و حتی او را یکبار از مرگ نجات داده بود، قدر و ممنزلتش در نظر وی فزونی یافت. در این میا بزرگان و امراء کشور چون توجه سلطان را به استز می دیدند، منتظر بودند که او را از بین ببرند و همین امر باعث شد که از سلطان اجازه بگیرد تا به خوارزم بازگردد. سلطان با رفتن او موافقت کرد و هنگامی که اتسز پایتخت را ترک می کرد، سلطان سنجر در حضور نزدیکان گفت ((پشتی است که باز روی آن نتوان دید)) وقتی جماعت از امیر پرسیدند با این حال چرا با رفتن او موافقت کردی، در جواب گفت : او بر گردن ما حق زیادی دارد. در این اوضاع، اتسز به خوارزم برگشت و دشمنی و تمرد خود از سلطان سلجوقی را اعلام کرد به گونه ای که سلطان صف‌آرایی کرد اما چون دید که نمی تواند مقاومت کند،از جنگ روی گردان شد و گریخت. ولی پسرش آتلیغ به دست سنجر دستگیر شده و به قتل رسید. با فرار اتسز سلطان سنجر برادرزاده خود رسلیمان ب محمد را به عنوان حاکم خوارزم تعیین کرد و خود را به خراسان مراجعت نمود. پس از مراجعت سنجر، مجدداً اتسز به خوارزم آمده، عامل سنجررا اخراج نمود و چون سلطان سنجر در سال 536 از قراختائیان شکست خورد، یاغی گری را اتسز بیشتر شد و شرایطی پدید آورد که سلطا قصد سرکوبی او را نمود. بار دیگر اتسز با هدایا و تملق گویی به خدمت رسید و مورد عفو قرارگرفت،ولی همچنان به حیله ها و خودسری خود ادامه می داد و دست از اعمال سابق خود برنمی داشت و حتی ادیب صابر شاعر معروف و نماینده سلطان سنجر که در نزد اتسز بود متوجه شد که او قصد دارد به وسیله دو نفر از فدائیان اسماعیلی،سلطان سنجر را به قتل برساند لذا طی پیامی، مطالب را برای سلطان فرستاد و سلطان آن دو نفر را دستگیر کرده و اعلام نمود. وقتی اتسز، جریان را مطلع شد، دستور داد صابر را در آب جیحون غرق کردند.
سنجر در سال 546 به طرف خوارزم حرکت کرد و قلعه هزار اسب را گرفت و پس از 2 ماه که آنجا را محاصره کرد، خوارزم را نیز گرفت. اتسز با تقدیم هدایای خود و اظهار ندامت و پیشمانی از سلطان عفو خواست و سلطان هم پذیرفت.
درسال 547 سلطان سنجر به دست غزه ها اسیر شد و اسارتش به طول انجامید. اتسز به بهانه کمک به سلطان سنجر و در اصل جهت تسخیر خراسان با سپاهیانش حرکت نمود. او قصد داشت قلعه آمویه را تصرف کند اما با مقاومت قلعه دار /انجا مواجه شد. لذا کسی را نزد سلطان سنجر فرستاد و تقاضا کرد آن ناحیه را به او واگذار نماید. سلطان پیام داد در صورتی که ایل ارسلان را جهت کمک به او روانه کند،با آن خواسته موافقت خواهد نمود.
اتسز با خواهر زاده سلطان سنجر موسوم به رکن الدین محموود هم دست شد، زیرا دسیسه هایی در سر داشت. ولی سنجر از اسارت خلاص شد و نقشه آنها برملا شد و سرانجام در سال 551 اتسز در حدود نساء درگذشت.
ایل ارسلان در زمان پدرش به پایتخت رسید، متوجه شد برادرش سلیمان شاه قصد دارد علیه او عصیان نماید. لذا او را زندانیکرد و در سوم رجب 551 رسماً بر تخت سلطانت نشست.
در این زمان عده ای از بزرگان قرلق به نزد ایل ارسلان آمده و از ترس جلال الدین علی بن حسین مشهور به کوک ساغر خان تقاضای کمک نمودند. از این رو در جمادی الاخر سال 551 به قصد سرکوبی کوک ساغر خان عازم ماوراالنهر شد.
کوک ساغر خان، قراختائیان و ایلک ترکمان را به کمک خود طلبید و طرفین در مقابل هم آرایش جنگی دادند. اما عده ای از بزرگان و علما نزد خوارزمشاه آمده و تقاضای صلح ترکان قرلق دوباره به قلمرو خود بازگشتند.
در سال 560 ختائیان در ماوراالنهر علیه او شوریدند و لذا خوارزمشاه درصدد مقابله با آنها برآمد و در ابتدای امر، عده ای را به عنوان سپاه پیشقراول، روانه منطقه جنگ نمود. بی تدبیری سردار آنها عیار مکل، باعث درگیری میان سپاه ناچیز او و ختائیان شد که شکست سختی را به دنبال داشت. ایل ارسلان که به قصد جبران این واقعه به راه افتاد، در بین راه دچار بیماری شد و از همان بیماری نیز در سال 565 ه . ق درگذشت.
پس از ایل ارسلان،پسر کوچک او سلطان شاه به یاری مادرش به جای پدر نشست و بردار بزرگتر او ((تکش)) در آن اوقات درجند به سر می برد. چون بین این دو برادر بر سر جانشینی پدر اختلاف به وجود آمد، تکش با همکاری قراختائیان قصد خوارزم را کرد.
سلطان شاه به هماره مادرش، نزد مؤید آی ابه به خراسان رفت و تکش بدون درگیری در روز دوشنبه 22 ربیع الاول وارد خوارزم شد و به تخت نشست. بعد از مدتی شاه سلطان و مادرش به اتفاق مؤید آی ابه قوایی را جهت جنگ با تکش تهیه کردند اما تکش توانست بر آنها غلبه کند. در این جنگ مادر سلطان شاه در دهستان به دست تکش افتاده و کشته شد. در این زمان، اختلافی بین تکش و قراختائیان به وجود آمد و سلطان شاه از فرصت استفاده کرد و با آن طایفه هم دست شد و تصمیم گرفت که خوارزم را محاصره و تسخیر کند. تکش آب جیحون را در معبر آنان انداخت و راه بر آنها بست و رئیس قراختائیان که دید مردم خوارزم از سلطان شاه حمایت نمی کنند، برگشت و یک گروه از لشکریان خود را تحت امر او قرار داد.