Все начинает меняться на рубеже VII–VIII вв. с приходом сюда арабских завоевателей. В IX веке Мерв попадает под власть бухарской династии Саманидов, а уже в 1040 году в Хорасане воцаряются Сельджукиды, выходцы из тюркской кочевой среды. В 1054 году они захватили Багдад и лишили халифа светской власти. Государство Сельджукидов распространилось от Сирии и Малой Азии до Самарканда. Столицей этой огромной страны стал Мерв.

С периодом, когда город являлся столицей Сельджукидов (1040–1221), связан расцвет средневекового Мерва. В ту эпоху он был городом-гигантом, одним из величайших городов мира с населением больше миллиона человек. Его называли «городом, на который опирается мир».

«Мерв, известный под именем «Мерв Шахиджан» («Душа Царей»), — столица процветающая, со здоровым климатом, изящная, блестящая, просторная; в ней кушанья вкусны, опрятно приготовляются, жилища красивы, высоки; по своей красоте дома точно кайма по обеим сторонам улицы. Шейхи замечательны, умы их высоки. Базары красивы; разве ты не видишь, как ряды их теснятся при верхней соборной мечети со всех сторон? И там славный дворец, блестящий, при котором портик героя, династии благородной» — писал средневековый арабский географ Мукаддаси, около двадцати лет странствовавший по Центральной Азии и Северной Африке.

Лежащий на маршруте Великого шелкового пути, Мерв вел обширную торговлю. Отсюда караваны шли через области Хорезма и Согда на восток — в Китай и на юг, через Нишапур и Герат — в Индию. Город славился искусством своих многочисленных ремесленников, ткачей, гончаров и был широко известен как центр культуры и науки. По свидетельству арабского географа Якута ибн-Хамови, жившего и работавшего в Мерве, только одна из городских библиотек (а всего их было десять) насчитывала 120 тыс. томов.

В Мерве, где находилась известная в Средние века астрономическая обсерватория, жил и работал знаменитый поэт и ученый Омар Хайям. Здесь он разработал свой знаменитый календарь, который был точнее ныне применяемого на 7 секунд. Европейские ученые пришли к пониманию решенных им математических задач только спустя несколько веков.

В город вели четверо ворот. На центральной площади высился пышный Дворец Сельджукидов. По приказу одного из них, султана Санджара (1118- П57), зодчий Мухаммед ибн-Атсиз из Серахса построил величественный мавзолей Санджара, названный «Домом будущей жизни» — шедевр мировой архитектуры. Это самый большой мавзолей в Средней Азии.

Под глазурью, покрывавшей керамические плитки мавзолея, были подложены тонкие золотые пластинки, и все сооружение издалека сияло отблесками розового золота. Его было видно на расстоянии дня пути от города. С восточной стороны к мавзолею примыкала мечеть с минаретом, которую арабский хронист XV века Исфазари назвал «одной из величайших построек царств вселенной».

Сегодня мавзолей султана Санджара, увенчанный куполом-чашей, одиноко высится над развалинами Мерва мрачной кирпичной громадой. В его центре, слегка возвышаясь над полом, стоит большое серое надгробие. Оно расположено прямо под куполом, в котором на месте замкового камня зияет небольшое отверстие.

В двух километрах от мавзолея Санджара высится другая известная постройка Мерва — мавзолей Мухаммеда-Сейид ибн-Зейда, прямого потомка последнего праведного халифа Али, сооруженный в 1112–1113 гг. Он построен из кирпича-сырца и облицован кладкой из обожженного кирпича. Стены мавзолея украшают узоры фигурной кладки.

В окрестностях Мерва разбросаны многочисленные древние мазары — надгробия мусульманских святых. Среди них выделяется, мазар Асхабов, возвышающийся посреди старого кладбища. Асхабы были знаменосцами пророка Мухаммеда. Один из них, ал-Хаким-ибн-Амр-ал-Гафари, совершил успешный поход в Тохаристан. Второй, Бурейда-ибн-ал-Хусейб, был, как считается, назначен правителем Мерва самим пророком Мухаммедом. По имени этих сподвижников пророка одни из ворот города, близ которых были похоронены асхабы, назывались Воротами знаменосцев.

Рядом с мазаром Талхатан-баба стоит небольшая мечеть, стены которой искусно выложены необыкновенно изящным кирпичным узором. За ней располагается надгробие святого Талхатан-бабы.

Эти памятники — практически все, что уцелело сегодня от средневекового Мерва. Все остальное покоится под громадным, протянувшимся на несколько километров холмом Султан-Кала, усыпанным битыми черепками, осколками цветного стекла и керамики. Культурный слой сегодня здесь достигает двенадцати метров.

В 1221 году младший сын Чингисхана, царевич Тули, всего с восемьюдесятью тысячами всадников осадил почти полуторамиллионный город, окруженный мощными укреплениями. Мерв сдался практически без боя. Сорок дней длилась резня. На каждого воина-монгола досталось по четыреста человек, и «каждый умертвил долю свою». Спрятавшихся людей выманивали хитростью: то приказывали каждому вынести победителям подол зерна, то лицемерно возглашали призыв к молитве. Один из почтенных сейидов, Изз-ал-Дин-Несабе с помощниками тринадцать дней считал убитых. Их оказалось миллион триста тысяч человек, не считая жителей предместий. После разгрома города в живых осталось всего четыре человека. Мервский оазис опустел на долгих два столетия.

Расположенный в низовьях Амударьи Хорезм занимал особое положение в древней истории Средней Азии. Эта выдвинутая на север, в глубь степей страна еще в IV веке до н. э., до походов Александра Македонского, отделилась от державы Ахеменидов. Зимой 329/328 гг. до н. э. хорезмийский царь Фарасман явился к Александру Македонскому для переговоров, предлагая союз и дружбу.

Наряду с Греко-Бактрией и Парфией Хорезм являлся одним из важнейших культурных центров Средней Азии. Здесь довольно рано сложилась развитая городская культура. Отделенный от Греко-Бактрии и Парфии песками пустынь, Хорезм остался вне сферы досягаемости их воинственных царей. В то же время довольно тесными были связи Хорезма с кочевыми племенами Казахстана и Южной Сибири.