В 1017 г. Хорезмийское княжество было завоевано султаном Махмудом Газневи, и Бируни вместе с другими видными хорезмийцами отправили в город Газни — крупный торгово-культурный центр, расположенный на территории современного Афганистана. Империя Махмуда простиралась далеко за пределы Афганистана — до границ нынешних Пакистана, Индии, Ирака. Однако султан хотел большего. Поэтому регулярно совершал опустошительные походы в Индию. И неизменно брал с собой Бируни, что давало возможность ученому исследовать языки, религии и культуры индийских народов. Обладая способностью схватывать все на лету, Бируни за короткое время сумел освоить санскрит — язык индуистского богослужения. Это позволило ему познакомиться с литературой Индии. По мнению Бируни, различные цивилизации должны изучать одна другую, а не уничтожать. Поэтому он не только читал и сравнивал индийские тексты с литературой других народов, но и переводил сочинения индийских авторов с санскрита на арабский и персидский языки, а арабских — на санскрит.
Будучи разносторонне образованным человеком, Бируни написал «Книгу индийской истории» («Китаб Тарих аль-Хинд»). Эта, по сути, энциклопедия содержала множество сведений из истории Индии, а также раскрывала особенности индийской философии (например, теорию санкхьи, космической эволюции и т. д.), географии и культуры. На страницах книги впервые была изложена древняя математическая задача о мудреце, который принес царю свое изобретение — шахматную доску, а в награду попросил столько зерна, сколько получится, если выкладывать зернышки на клетки доски в геометрической прогрессии. Без преувеличения можно сказать, что «Тарих аль-Хинд» стала одной из первых в мире книг по антропологии, изучающей происхождение и развитие человека, его существование в природной и культурной среде. Многое из того, что известно сегодня о древней Индии, почерпнуто непосредственно из этого труда.
Участвуя в одном из военных походов, Бируни обнаружил в Гималайских горах окаменелости древних морских животных. Он предположил, что вряд ли моллюски смогли бы преодолеть тысячи миль вверх по склонам гор. Следовательно, вывод только один: миллионы лет назад Гималаи находились на дне океана. Это стало прямым научным доказательством современного понимания тектоники плит — движения и смещения континентов.
По возвращении из индийских походов Бируни поселился при дворе Махмуда и вел жизнь отшельника. Лишь дважды в год — на Новый год и в праздник Михрджана — он обновлял одежды и закупал еду, а остальное время посвящал работе.
