公元1124年冬，辽国天祚帝耶律延禧率军出夹山，企图从金人手中夺回武州（今SX神池），进而收复SX的州县，寻机再振辽国。
被监视起来的耶律大石对耶律延禧说：“而今金国强盛，断不可莽撞出兵。咱们应该养精蓄锐，再待良机。”
耶律延禧道：“你曾背叛我，你的话未必是真心为我着想。”一句话说得耶律大石无言以对。
耶律大石知道自己再也不可能得到耶律延禧的信任了，在亲兵的配合下，索性杀掉了监视自己的小股部队，之后带领亲兵逃到遥远的西方。
事实上，耶律延禧此时的军队已然不成军队，不过是一支残军而已。这次残军南下到达武州，在金军面前不堪一击，不少将士都投降了金军。耶律延禧只得再逃。
公元1125年，耶律延禧领着已经剩下不多的残军向西逃窜，经天德军（今NMGHHHT市东）进入沙漠地带。一路走下去，清水粮食都没有了，他们只能吞冰咽雪，以解饥渴。
经过艰苦跋涉，二月，耶律延禧逃到应州东，离应州城还有六十多里路，金国将领率军完颜娄室追到了这里。
一点意外都没有发生，辽国天祚帝耶律延禧被活捉了。八月，耶律延禧被押送到金国上京会宁府（今HLJ省HEB市AC区城南）。
契丹人还有一线希望，希望就在逃走的耶律大石身上。耶律大石逃走的时候，身边只有两百亲兵。他们一路向北，渡过黑水河，见到藩属酋长白达达详稳床古儿。床古儿向耶律大石进献马匹四百只、骆驼二十只，另外还有一些羊。
耶律大石带领亲兵继续继续西行，驻扎在北庭都护府。在这里，耶律大石召集威武、崇德、会蕃、新、大林、紫河、驼等七州以及另外的十八部族，对他们说：“我祖宗历经艰难创下大业，经历了九代二百年。金人作为臣属，攻打我国家，残杀我黎民，使我们的天祚皇帝陛下逃难于外，想到这些我日夜痛心疾首。我现在仗义西行，想借助众蕃部的力量，翦灭我们的仇敌，恢复我国的领土疆域。你们众人之中也有顾念痛惜我们国家、忧虑我们的社稷、思量共同救出君父，济助黎民于苦难之中的人吗？”
他的话得到了响应，一支万余人的军队得以建立起来。于是，耶律大石着手设置官吏，编列排甲，准备仪仗器具。
耶律大石一路西行，所经之处，为敌的就用武力征服，归降的就安抚。行军万里，获得骆驼、马匹、牛羊、财物数不胜数。这样一来，兵力强大了，资源充足了，士气日益高涨。
队伍终于开到了寻思干，西域各国都认为狼来了，联合起来，兵力达到十万之众，意欲将耶律大石消灭。
这对耶律大石无疑是一场巨大的考验。两军相距二里对峙。
耶律大石对将士们说道：“敌军虽然人数多，但是没有谋划，连军列布阵都不懂。咱们只要一口气猛攻，他们便会首尾不能相救，胜利终究属于我们。”跟着点将道：“六院司大王萧斡里刺、招讨副使耶律松山听令。”
萧斡里刺、耶律松山并肩出列，齐声道：“末将在！”
耶律大石道：“现命你二人率兵两千五百人攻敌人右路。”
萧斡里刺、耶律松山齐声道：“末将领命！”
耶律大石道：“枢密副使萧剌阿不、招讨使耶律术薛听令。”
萧剌阿不、耶律术薛并肩出列，齐声道：“末将在！”
耶律大石道：“现命你二人率兵两千五百人攻敌人左路。”
萧剌阿不、耶律术薛齐声道：“末将领命！”
耶律大石发号道：“进攻！”自领着剩下的军队向着敌人中路冲去。
三路军队齐出，西域联军哪里是对手，很快溃不成军。
获胜之后，耶律大石领兵驻扎在寻思干，回回国王前来归降，进献牛羊财物。在寻思干停留了三个月，耶律大石领兵继续西行。
来到可敦城（今蒙古国布尔干省青托罗盖），耶律大石称王，建立起根据地。
由于可敦城是辽朝的西北边防重镇，边防军队不得随意征调，军队在战乱中得到了保存，并且此地还拥有可骑乘的战马数十万匹。耶律大石选择在此建立了根据地，积攒实力，并且不断派使者联络白鞑靼人、西夏以及宋朝，从外交上孤立金朝。
公元1125年夏，西夏联络耶律大石攻取金朝SX诸郡。1125年末，耶律大石派使者联络宋朝，提议合力攻打金朝。1127年，白鞑靼人与耶律大石通好，拒绝将马匹卖给金朝。1129年，耶律大石率军攻取了金朝的北方二营。1130年，金太宗派兵征讨耶律大石，大军行进到兀纳水，由于将领产生分歧，便即收兵。
耶律大石政权经过五年发展，已经相当强大，他决定向外拓展，重建辽国。耶律大石首先想到了同辽国素有通商联姻且与自己有远亲关系的喀喇汗王朝。于是耶律大石决定先向西发展，扩大领域，建立更为雄厚的经济物质基础，然后再图消灭金朝，光复辽国。
1130年2月22日，耶律大石按照契丹族传统，杀青牛白马祭告天地、祖宗，整旅西行。他率军队进入叶尼塞河上游的突厥吉尔吉思地区，向当地的部族发起进攻，这些部族反过来也袭扰耶律大石的军队。耶律大石率军离开，向西征进，进入翼只水（今XJ额尔齐斯河））和也迷里河（今XJ额敏河）地区。
公元1132年，耶律大石西征军到达叶密立（今XJEM县这里已经是喀喇汗王朝境内，阿赫马德汗将耶律大石部众安排在叶密立，耶律大石便在此地修筑城池，招抚当地的突厥部族。耶律大石从当地突厥游牧民的口中得知，喀喇汗王朝如今也是内忧外患，无法派遣军队帮助他光复辽国。耶律大石便改变了计划，意图在中亚打出一片新天地。叶密立水草丰美，气候凉爽，宜于放牧，但是处于高山、沙漠包围之中，地面狭小，不可能长期供养一支强大的军队。耶律大石决定通过高昌回鹘王国，向西扩展。他率军出发之前给回鹘王毕勒哥送去书信，说我辽国与你们国家素来交好，如今我要前往大食，需要向你过借道，请答允，千万不要起疑心。
回鹘王收到这封信后，耶律大石的军队已经兵临城下，他只好下令打开城门，把耶律大石迎进宫中，好酒好菜，接连招待了三日。在耶律大石临行时，毕勒哥又进献马六百匹、骆驼一百头、羊三千只。
耶律大石率领军队翻过天山后，向西推进。东喀喇汗王朝的阿赫马德汗集合军队进行抵抗。耶律大石的军队被击溃，退回到高昌回鹘王国。这次回鹘王毕勒哥却不再是热情迎接，盛情款待，而是掩杀、追袭耶律大石。耶律大石带领败兵回到叶密立后，接受了这次出征的教训，继续“养兵待时而动”。
耶律大石率领主力部队西征后，金朝西北前线很快得到情报。公元1131年，金军元帅粘罕派发燕云汉军和女真军一万人，令右都监耶律余睹率领，北攻可敦城。同时派发燕云、河东民夫运粮随行。万顷沙漠却挡住了金军。
耶律大石在东线击败了金军的进攻，取得了巨大的胜利，西征喀喇汗王朝虽遭惨败，但及时调整了方针，与民养息，得到了当地突厥各部族的拥护，户数达到四万，疆域空前扩大，东起土兀刺河（今土拉河），西至也迷里河。
公元1132年2月5日，耶律大石在文武百官的拥戴下，在叶密立城登基称帝。号菊儿汗（古儿汗），群臣奉上汉号“天佑皇帝”，建元“延庆”，西辽王朝正是建立。
由于深受汉文化和中原政权典章制度的影响，尽管僻处西域，耶律大石依然仿照辽国旧制，上尊号为“天佑皇帝”，并改元为“延庆”，册立皇妃萧氏为“昭德皇后”，同时规定王朝官方语言使用汉语。