到達尋思幹時，西域各國合力舉兵十萬，號稱忽兒珊，前來拒戰大石。兩軍相距大約兩裏。大石曉諭將士說：“敵軍雖多但是沒有謀劃，如果我們攻擊它，他們便會首尾不能相救，我軍必定會獲勝。”然後派六院司大王蕭斡裏剌、招討副使耶律鬆山等率兵兩千五百人攻擊其右路，樞密副使蕭剌阿不、招討使耶律術薛等人率兵兩千五百人攻其左路，自己率眾進攻其中路。三軍一齊攻擊，忽兒珊大敗，伏屍數十裏。大石駐軍於尋思幹共九十日，回回國王前來降附，貢獻土產。
耶律大石繼續西行至起兒漫時，文武百官冊立大石為皇帝，以甲辰歲(1124)
二月五日即位，年三十八歲，號稱葛兒罕。又奉上漢製尊號曰天佑皇帝，改元延慶。追諡祖父為嗣元皇帝，祖母為宣義皇後，冊立元妃蕭氏為昭德皇後。於是對百官說：“
我與你們行程三萬裏，跋山涉水過沙漠，日夜艱辛前行。仰賴祖宗之福佑，你等眾人之力，我冒昧地登了大位。你們的祖、父都應該加以存恤善後，以共享榮耀。”從蕭斡裏剌以下四十九人的祖父和父親，封號爵賞各有等差。
及至延慶三年(1126)，他才班師向東返回，他們騎馬行走了二十日後，得到一塊好地方，於是建立了都城，稱為虎思斡耳朵。改延慶為康國元年(1134)。三月，以六院司大王蕭斡裏剌為兵馬都元帥，敵剌部前同知樞密院事蕭查剌阿不為副元帥，以茶赤剌部禿魯耶律燕山為都部署，護衛耶律鐵哥為都監，率領七萬騎兵東征。以青牛白馬祭天，樹立旗幟向眾人立誓說：“我大遼自從太祖、太宗艱難地創立大業，後來即位之君王沉溺於享樂，毫無節製，不顧念國家政事，以致盜賊紛起，天下土崩瓦解。朕如今率領你們眾人，遠遠來到朔北沙漠，以期恢複大業，以光大中興。這裏並不是朕與你等世代居住之地。”然後他向元帥斡裏剌下達命令道：“現在你努力前去，要賞罰分明，與士卒同甘共苦，選擇肥美的水草之地紮營，估量好敵人的實力再進軍與之交戰，不要自己招來禍患和失敗。”斡裏剌等人行軍一萬餘裏，一無所獲，牛馬死去很多，隻好整頓兵馬回來。大石說：“皇天不順我們的心意，此乃天數!”康國十年(1143)去世，在位二十年，廟號德宗。
耶律大石既已立耶律淳為帝而貶天祚為王，後又回歸天祚身邊。天祚以大義責備他，他竟自立為王而率兵出走。有幸憑借祖宗之餘威及餘智，在萬裏之外建號立國。他於國難之際率兵出走有違道義，然而又於萬裏之外保持國祚開拓另一番景象也實在是難能可貴。這個故事告訴我們遇到不可解的問題時學會放下也許能看見另一種希望。