أرسلان خان إلى سنجر وحاول أن يقنعه بالعودة، فأثار ذلك ثائرة سنجر، وكان يتوهم فى الوقت نفسه أن أرسلان خان يضمر اغتياله، فحاصر أرسلان خان فى الحصن الذى كان قد التجأ إليه، وأكره أرسلان خان على التسليم فى ربيع الأول سنة ٥٢٤ هـ (فبراير - مارس سنة ١١٣٠ م) وحقن سنجر دمه، إلا أنه نصب الأمير حسينا (أو حسن) تكين، وسرعان ما لقى حسين هذا ربه فنصب محمود بن محمد خان بن سليمان أميرا على سمرقند؛ وتوفى السلطان محمود فى شوال سنة ٥٢٥ هـ (سبتمبر سنة ١١٣١ م) وكان قد أوصى فى وصيته الأخيرة أن يخلفه ابنه داود، بيد أن عميه سلجوق ومسعودا طالبا بالعرش أيضًا.
واتفق الطرفان المتنازعان فى جمادى الأولى سنة ٥٣٦ هـ (مارس - إبريل سنة ١١٣٢ م) على الاعتراف بمسعود سلطانًا وبسلجوق وليا للعهد، وتركا حكم العراق للخليفة المسترشد، إلا أن سنجر لم يكن راضيا قط عن هذا التدبير، بل عمد إلى ما يخالف ذلك بإعلانه أن طغرل بن محمد الذى كان معه فى خراسان هو خليفة محمود، وتحالف مع عماد الدين زنكى، وكان قد أقامه واليا على بغداد، ودببس بن صدقة وكان قد تولى إمارة الحلة، وأضحت الحرب بذلك أمرًا لا مفر منه، وهزم سنجر مسعودًا فى دينور فى ٨ من رجب سنة ٥٢٦ هـ (٢٥ مايو سنة ١١٣٢ م)، فتراجع مسعود إلى خراسان؛ وفى ذى القعدة سنة ٥٢٩ هـ (أغسطس - سبتمبر سنة ١١٣٥ م) خرج فى حملة على غزنة، ذلك أن بهرام شاه كان يحاول الاستقلال بالحكم، إلا أنه أمكن تسوية الأمر دون إراقة الدماء، فقد أذعن بهرام شاه فعفا عنه السلطان، وكذلك اشتبك سنجر فى حرب طويلة مع أتسز بن محمد أمير خوارزم، ثم حاول القره خطاى أيضا الاستيلاء على مدينة سمرقند، فاجتاز سنجر نهر جيحون على رأس جيش عرمرم، إلا أنه منى بالهزيمة فى ٥ صفر سنة ٥٣٦ هـ (٩ سبتمبر سنة ١١٤١ م) وأكره على الفرار، ومن ثم خسر بلاد ما وراء النهر كلها، وقام