在征讨大金的过程中，铁木真采纳了手下谋士的建议，改屠杀为招降，此计使得金军望风迎降。为了适应攻城需要，铁木真采纳部将建策，逐步建立了炮兵，攻城以炮石车为先。后来攻城作战，一次用炮即达数百座，迅即破城。同时，为吸取各民族的先进技术开始四处掠夺工匠艺人，一城即掠数万。随后建工匠军，建设厂冶铁制造兵器。在通信联络上创建“箭速传骑”日速数百里，军令传递和军队调遣速度因此增快。

    元太祖十一年（公元1216年）蒙古大军退回漠北。次年（公元1217年），铁木真授予木华黎代表大汗权威的九旃白旗，许诺其承制行事，封太师国王，命他统领札刺亦儿等五部，及契丹、女真、乣汉诸军，专征金朝。木华黎学习金朝制度，在燕、云地区建立了军事统治机构，遵照铁木真“招集豪杰，戡定未下城邑”的旨意，广纳各地官僚、土豪，利用他们去扩大占领区，如真定（今河北正定地区）史天倪、史天泽兄弟，易州张柔，东平严实，济南张荣，益都李全等。而金朝也采取笼络土豪的政策。这个时期黄河以北的蒙金战争主要表现为双方土豪武装之间的争城夺地，形成拉锯状态。至元太祖十八年（公元1223年）病逝为止，经过六年征战，木华黎征服了金朝河北、山东等地。木华黎死后，其子孛鲁袭职，继续攻略河朔诸地。

    征西辽

    铁木真建国不久后，就招服了贝加尔湖东西的八刺忽、豁里、秃麻等部落。又遣使臣至吉利吉思部招谕，使其首领进贡向蒙古臣服。后因豁儿赤那颜至秃麻部选女，激起反抗。元太祖十二年（公元1217年），成吉思汗遣大将博尔忽统兵讨伐，被秃麻人袭杀，遂再遣将征讨，才将其平定。因吉利吉思部拒绝出兵协助蒙古讨伐秃麻部，铁木真于是在元太祖十三年（公元1218年）派大将术赤统兵征讨，先收取了“八河”（今乌鲁克穆河上源地区）之地的斡亦剌部，遂渡谦河（今叶尼塞河上游），征服乌斯、撼合姒纳、康合思、秃巴思、不里牙惕等部，进取吉利吉思，追至亦马儿河（今鄂毕河地区），尽降之。其西的客失的迷、帖良古、失。

    早在元太祖三年（公元1208年）至元太祖六年（公元1211年），间，蒙古大将忽必来在率军扫荡盘踞也儿的石河的乃蛮、蔑里乞残部时，相继降服了原西辽的属国畏兀儿（今新疆吉木萨尔、吐鲁番一带）、哈刺鲁（今新疆霍城西）等部。而乃蛮的屈出律逃亡到西辽都城虎思斡耳朵（今吉尔吉斯斯坦托克马克西南）后，设计篡夺了西辽的帝位。元太祖十三年（1218年），铁木真遣哲别率军征讨屈出律，在巴达哈伤的撒里桓（今新疆塔什库尔干）之地将其擒杀。自此，西辽境土尽归蒙古，大蒙古国就与中亚强国花刺子模接壤。必儿等部皆降蒙古。

    元太祖十四年（公元1219年）夏，铁木真统领二十万大军越过阿勒台山，在也儿的石河驻夏后，即进入花刺子模国境，共分兵四路：

    察合台、窝阔台一路围攻讹答刺。

    阿刺黑那颜率一路大军玫取锡尔河上游的忽毡等城池及费尔干地区。

    阿刺黑那颜率一军玫取锡尔河上游的忽毡等城及费尔干纳地区。

    铁木真自与幼子拖雷统领中军径趋河中。

    摩诃末听闻蒙古大军已过锡尔河慌忙中急忙从新国都撒马尔罕退到阿姆河南岸。元太祖十五年（公元1220年）二月，铁木真攻陷了不花剌；三月，进围撒马尔罕，五日后将其攻克，展开了破坏性的掠夺和屠杀政策。此外，铁木真又遣速不台、哲别等统兵三万追击摩诃末。摩诃末在蒙古军紧逼下辗转西逃，最后被迫遁入宽田吉思海（里海）南岸附近一个岛上，不久后病死，传位给其子札兰丁·明布尔努。秋后，铁木真命拖雷率精锐渡阿姆河，攻取呼罗珊地区诸城，到元太祖十六年（公元1221年）夏，马鲁、你沙不儿（今伊朗内沙布尔地区）、也里等城被相继攻陷。术赤、察合台、窝阔台等将领率军围攻玉龙杰赤数月，将其攻克。

    铁木真自统中军攻取忒耳迷等阿姆河沿岸诸城后，于元太祖十六年（公元1221年）初渡阿姆河，取巴里黑，进围塔里寒寨，连攻七个月，在幼子拖雷率军来会合后才破开城池。此时，札兰丁在哥疾宁重新集结了约十万军队，在兴都库什山脚下的八鲁湾川击败了失吉失秃忽率领的三万蒙古军，声势复振，已被蒙古占领的一些呼罗珊城市纷纷起义响应。铁木真会合诸路军队，越过兴都库什山，趁札兰丁内部不和、诸部离散的机会，于同年十一月在申河（印度河）北岸一举击溃札兰丁军，迫使其逃往印度。元太祖十七年（公元1222年）春夏之间，蒙古军继续攻略申河一带，镇压呼罗珊诸城叛乱。巴剌率蒙古军继续追击札兰丁，一路未见踪迹，加上时值炎夏，蒙古人难以适应北印度的气候，就于元太祖十八年（公元1223年）撤回。此年十月，铁木真下诏班师。元太祖十九年（公元1224年）到也儿的石河附近驻扎，翌年（公元1225年）二月回到土拉河行宫。铁木真占领花剌子模后，命长子术赤镇守，并在各城设置达鲁花赤（达鲁花赤，由成吉思汗设立，广泛通行于大蒙古国和元朝。一作“达噜噶齐”，是蒙古语，原意为“掌印者”，是蒙古国的一种职官称谓。成吉思汗在各城设置“达鲁花赤”，也就是督官。达鲁花赤是代表成吉思汗的军政、民政和司法官员，是以《大札撒》为根本，结合当地的同时惯例行使统治权。

    元太祖二十年（1225年）秋，经过七年西征的铁木真回到漠北。次年（1226年），因西夏背盟，铁木真不顾六十四岁高龄，坚持亲征西夏。元太祖二十年（1225年）秋，经过七年西征的铁木真回到漠北。次年（1226年），因西夏背盟，铁木真不顾自己六十四岁高龄，坚持亲征西夏。

    元太祖二十二年（公元1227年春，铁木真派部分军队围攻中兴府，自己亲自率军南下进金境，攻陷临洮府等地，驻夏于六盘山休养。病危后，他要求诸子团结一致，并拥戴三子窝阔台继位，并留下遗嘱：利用宋、金世仇借道宋境，联宋灭大金。七月十二日（1227年8月25日），铁木真在六盘山下的清水县（今属甘肃地区）病逝，时年六十六岁（随后，蒙古诸将接受了夏末帝的投降，并遵照铁木真的遗命将其杀死。窝阔台和拖雷则遵守铁木真的遗策，于宋端平元年（金天兴三年，公元1234年）的蔡州之战中灭亡了金朝。