痛斥成吉思汗的“残暴”，骗取直鲁古的同情。直鲁古昏聩无能，见他身世可怜，又颇有几分勇武，便将他留在身边，委以重任，还将自己的小女儿浑忽公主嫁给她，封他为驸马，赐予喀什噶尔附近的封地与三千兵权。
屈出律表面对直鲁古忠心耿耿，每日请安问好，陪他围猎饮酒，暗中却在收拢乃蛮、蔑儿乞部的残兵败将，用劫掠来的财宝收买人心，积蓄兵力，短短一年，便收拢了近万残部。他又暗中派人联络花剌子模沙阿摩诃末，许下重利：若摩诃末助他夺取西辽汗位，便将西辽西部的大片疆域割让给花剌子模，两国永世交好，共同对抗蒙古。摩诃末贪图西辽土地，当即应允，暗中派兵驻扎在西辽边境，伺机而动。
待兵力积蓄完毕，屈出律觉得时机成熟，趁直鲁古带领亲信前往忽毡围猎、都城喀什噶尔守备空虚之际，突然发动政变。他率领一万亲信，连夜攻入喀什噶尔都城，控制了皇宫与城门，随后派人前往忽毡，包围直鲁古的围猎营地，将直鲁古与随行的贵族、大臣尽数囚禁，随后带兵返回喀什噶尔，登基称帝，自立为西辽大汗，彻底窃取了西辽的政权。直鲁古被囚禁在深宫之中，悔恨交加，却无力回天，最终郁郁而终。
掌权之后，屈出律撕下所有伪装，残暴本性暴露无遗。西辽境内，从契丹贵族到普通牧民，大多信奉伊斯兰教，清真寺遍布各城，是百姓心中的圣地，每日礼拜，虔诚无比。可屈出律信奉景教，为了巩固自己的统治，消除异己，他强行逼迫所有百姓改信景教，下令焚毁各地清真寺，将伊斯兰教经书尽数焚烧，将反抗的阿訇、教士绑在清真寺门前，活活打死，凡拒不改教者，轻则剜目、断足、流放边疆，重则满门抄斩，连襁褓中的孩童都不放过。
喀什噶尔的大清真寺，是西域最大的清真寺，始建于耶律大石时期，香火旺盛，被屈出律下令一把火烧毁，大火烧了三天三夜，精美建筑化为焦土，阿訇与信徒被活活烧死，尸骨堆积如山；和田城的百姓拒不改教，屈出律下令屠城三日，烧杀抢掠，无恶不作，和田城血流成河，百姓死伤过半。西域百姓本就对他篡权之事心怀不满，此番遭遇****，更是怨声载道，民怨沸腾，家家户户都在诅咒屈出律，盼着有英雄能将他诛杀，推翻他的残暴统治。
除此之外，屈出律还横征暴敛，下令百姓缴纳三倍赋税，百姓一年的收成，大半