Çorum’un Anadolu Selçuklu Devleti’nin yönetimine katılması I. Kılıç Arslan zamanında olmuştur. Haçlılarla Çorum yakınlarında savaş yapılırken Çorum Beyi olan Obruna’nın Kılıç Arslan’a sığınmış olduğu ve şimdiki kalenin I. Kılıç Arslan tarafından yaptırıldığı değerlendirilmektedir.

Çorum’un I. Kılıç Arslan tarafından alınması Danişmendliler ile aralarının açılmasına neden olmuştur.

I.Kılıç Arslan’dan sonra Anadolu Selçukluları zamanında Çorum giderek gelişmiştir. 1200 yılına ait bir tutanakta Camii Kebir (Ulu Camii), Pazar Camii, Abdibey Camii, Defterdar Camii, Burhan Kethüda Camii ayrıca Süleyman Ağa Kütüphanesi’nin bulunduğu görülmektedir.

II.Gıyasettin Keyhüsrev döneminde (1237-1245) Çorum yönetim bakımından serleşkerlik (Bölge Komutanlığı) şekline dönüşmüştür.

Bu zamanda Baba İshak ismindeki bir dervişin, Türkmenler arasında taraftar toplayarak ayaklanması güçlükle bastırıldı. Baba İshak’ın en yakın müridlerinden olan Baba İlyas Çorum’daki Türkmen beylerinden olup Baba İshak’ın öldürülmesinden sonra Amasya’ya geçerek şeyhliğine devam etmiş, yerine oğlu Âşık Paşa (Âşık Ali) geçmiş, daha sonra da oğlu Elvan Çelebi şeyhliğini sürdürmüştür.

Moğollar ile Anadolu Selçukluları arasında, 1243 yılında yapılan Kösedağ Savaşı'nda, Anadolu Selçuklu Devleti'nin yenilmesi sonucu, Anadolu’da yeni bir karışıklık dönemi başlamıştır. Bu durum Çorum’u da etkilemiştir. Karahisar Temürliye sahip olan “Hüsamettin” bu karışıklıkta Çorum ve Osmancık’a da egemen olmuştur. 1276 yılında Kunduz Bey’in oğlu Emir Celalettin, Çorum’daki Moğolları yenerek Çorum ve Amasya’yı almıştır.