元太祖成吉思汗，名铁木真，属蒙古尼伦部孛儿只斤氏族。父也速该，母诃额伦。南宋绍兴三十二年（公元1162年）生，宋宝庆三年（公元1227年）卒。
南宋绍兴三十二年（公元1162年），蒙古部孛儿只斤氏首领也速该的妻子月伦生下一子，也速该此时刚打败塔塔儿部首领铁木真，就用敌将的名字将新生儿命名为“铁木真”。
铁木真9岁时，其父也速该被塔塔儿部的人毒死。孛儿只斤氏族失去首领，许多奴隶和属民改投其他势力较强的部族。甚至连一些乞颜氏的贵族也离开了铁木真母子，依附泰赤乌氏了。少年铁木真一家暂时陷入困境，母亲月伦带着几个孩子和仅剩下的少数部众住在斡难河上游不儿罕山一带，过着困苦的生活。
泰赤乌氏族的首领担心铁木真长大后报仇，带人把铁木真抓去，给他戴上手枷和头枷，四处示众。铁木真利用泰赤乌人举行宴会之机打倒看守人，乘机逃走。他隐入茂密的森林里，后又潜入斡难河水中隐蔽。泰赤乌氏的属民锁儿罕失剌发现了铁木真，对铁木真说：“你有出类拔萃的卓越才干，他们嫉恨你。你就藏在这里，我不泄露给别人。”他说服部众，停止了搜捕。
第二天，无法脱身的铁木真又找到锁儿罕失剌，请求隐藏，锁儿罕失剌的儿子解下铁木真所戴的枷锁投进火里，把他藏在装羊毛的车上，并嘱咐妹妹合答安好好照料。在锁儿罕失剌救助下，铁木真骑马逃走，与母亲会合。
铁木真一家以捕食草原上的旱獭、野鼠为生，承受着贫困的煎熬。这时来了盗马贼，将他家的马偷去。铁木真骑马追赶，途中遇到了阿鲁剌氏族纳忽·伯颜的儿子博儿术，和他同心协力夺回了被盗的马匹。从此二人结成终生相助的莫逆之交。
铁木真与弘吉剌部美貌贤惠的孛儿帖完婚后，为了重振家业，与弟弟哈撒儿和别勒古台一道来到土兀剌黑林（今蒙古乌兰巴托南），找到他父亲的至交克烈部首领王罕，向他奉献了礼物。并尊王罕为父，表示依附。王罕答应全力相助。
在王罕的荫护下，铁木真先后收下了折里麦，后又有很多自由的骑士、勇敢善战的勇士接踵而来，铁木真周围群英会集。他暗暗地收集部众，积蓄着复仇的力量。
但就在他羽毛未丰的时候，又遭到三姓篾儿乞人的袭击。铁木真兄弟和战友势单力薄，被迫骑马逃到山里。妻子孛儿帖被篾儿乞人抓去。铁木真向王罕求助，王罕依约给予帮助，铁木真童年的义兄弟，秦赤乌部首领札木合也合兵相援，他们乘篾儿乞人没有防备时大举进攻，取得胜利。铁木真找回了已有身孕的妻子，不久得子术赤。经过这次战争，铁木真的力量逐渐壮大起来。携他全家与札木合生活在一起。
一两年后，铁木真摆脱了对札木合的依附，从斡难河中游的札木合营地迁到怯绿连河上游的桑沽儿小河，独立建营。铁木真不问出身，善于容众，吸引了很多弱小的氏族，被大家拥戴为领袖，表示愿为他去“砍断逞气力者的颈项，劈开逞雄勇者的胸膛”，早期的这些人，后来都成为铁木真的亲信。
一些原来有名望的乞颜贵族也向铁木真靠拢。合不勒汗的长支主儿乞氏的撒察别乞、泰出，忽图剌汗之子拙赤汗和阿勒坛，也速该之弟答里台斡赤斤，兄捏坤太子之子忽察儿等人不愿过寄人篱下的生活，挟其部众回到铁木真身边。他们在部族长联合会议上，共同推举拥有较强势力的铁木真为可汗，并表示服从。
铁木真经贵族会议推举为可汗，立即建立起一套巩固自己统治地位的制度。他任命最早追随他的亲信那可儿博尔术和折里麦为总管，并分设了带弓箭的、管饮膳的、掌管牧羊的、管修造车辆的、管家内人口的、管带刀的、掌驭马的、管牧养马群的、负责远哨近哨的和守卫宫帐的等10种职务。担任这些职务的人员，除其弟外几乎全是他的亲信。通过这套制度，铁木真组成了一支以那可儿为核心的精悍队伍。他制定并实施严格的纪律和制度，使部众更适合于大兵团活动，从而为统一蒙古奠定了基础。
新建立的以铁木真为首领的乞颜氏政权，只控制着怯连绿河上游的一小块地方，部众也不很多。铁木真知道，要扩张自己的势力，还必须继续依靠强大的克烈部首领的支持。就任可汗后，他立即派使臣向王罕报告此事。王罕对自己的干儿子被拥上汗位非常满意，欣然允许。
札木合和泰赤乌贵族则无法容忍一个新的强大势力的出现。札木合的弟弟因抢掠铁木真家臣的马群被射杀，札木合以此为由，采取了公开的敌对行动。铁木真将自己的部众分为十三翼以抗敌。为避开强敌，铁木真采取了暂时退却的策略。札木合残酷地将归附铁木真的捏古思族（第十三翼）族长们的70个孩子掳来煮杀了。
十三翼之战以后，铁木真针对泰赤乌氏内无统纪、互争雄长、矛盾重重的现实，采取了笼络人心、分化瓦解的做法。在围猎中，甚至故意将野兽驱入泰赤乌的猎场，让他们获利，然后与之结盟。
塔塔儿本是金朝的属部，庆元元年（公元1195年），他们劫夺了金人的羊马之后反叛。庆元二年，当塔塔儿人逃奔到斡里札河时，铁木真以为父祖复仇的名义要求王罕出兵，并同金军兵合一处，将塔塔儿人围歼。铁木真捕杀了塔塔儿首领篾兀真里徒。铁木真抢掠敌人营寨时拾得一个孩子，月伦将他收为养子。他就是后来成了最高法官的失吉忽秃忽。
斡里札河战后，金朝授予铁木真蒙古军统领之职，他的政治权力大大提高，从此可以用朝廷命官的身份号令蒙古部众和统辖其他贵族了。
在战争之前，乞颜氏贵族内部的矛盾已经暴露。撒察别乞等人虽然推举铁木真为汗，但他们并不愿意服从他的管辖，一直怀有争夺权位的野心。特别是攻打塔塔儿时，铁木真征召主儿乞氏出兵助战，撒察别乞等不仅不听号令，反而乘机劫掠了铁木真的老营。留守后方的家眷有10人被杀，50人被脱去衣服。战争结束后，铁木真乘胜兴师问罪，主儿乞氏在怯绿连河附近被彻底击溃，其部民牧地全被吞并。庆元三年（公元1197年）春，逃亡的撒察别乞和泰出两人也被捕获，铁木真责以背弃盟誓，将其处死。
消除了内部的叛乱分子后，铁木真从此开始不断削弱旧贵族的权力和地位，迫使他们从属于自己，从而在他走向战功的道路上又跨出了重要的一步。
庆元六年，为创建大帝国，铁木真与王罕会于萨里川，共同发兵攻打泰赤乌，泰赤乌贵族与篾儿乞贵族联合抗战。篾儿乞首领脱脱遣其子忽都等统兵相助。双方会战于斡难河，经过激战，泰赤乌氏被击溃，其首领塔儿忽台等被杀。
此后，王罕和铁木真的进攻目标转向东部富饶的呼伦贝尔草原。合答斤、散只兀部落联合起来，共同对抗王罕、铁木真，最终也遭到失败，其部众、牲畜多被王罕、铁木真兼并掠夺而去。
嘉泰元年（公元1201年），札木合搜罗一批败散的贵族，包括塔塔儿、弘吉剌、泰赤乌等共11个部族的首领，在忽兰也儿吉集会，结成了一个松散的联盟，讨伐王罕与铁木真。与之对战时，铁木真脖颈血管被射伤，血流如注，部将折里麦用嘴吮血，精心守护，还赤身裸体潜入敌阵，取回酸奶，终于挽救了铁木真的生命。第二天，曾救助过铁木真的锁儿罕失剌领着只儿豁阿歹前来归顺。只儿豁阿歹爽直地说：“从山上射伤你的就是我。如果你让我死，只不过溅污手掌大的一块土地。倘若饶我一命，我将为可汗赴汤蹈火。”铁木真非常喜欢这种直率和勇气：“作为敌人的人，总是避谈自己杀过人，采取过敌对行动。而你却直率相告，毫无忌讳，真可以做朋友。”又说：“那你就把只儿豁阿歹改作哲别（箭镞之意）吧。”其后，哲别成了铁木真帐下一名骁勇善战的猛将。
嘉泰二年，铁木真的武力更加充实，经过一场激战，彻底歼灭宿敌塔塔儿部。从此蒙古高原富饶的东部土地和众多部落几乎都归并在铁木真统治之下，其势力愈益强大起来。
王罕对铁木真势力的发展过猛有所顾虑。善于看风使舵的札木合乘机从中挑拨离间，拨弄是非，向王罕进谗言，诋毁铁木真。在共同讨伐乃蛮部的不欲鲁汗时，王罕轻信谣言，擅自撤军，结果反被乃蛮部截击，幸亏铁木真拼力相救，王罕才得以脱险。他悔恨自己目光短浅，再次与铁木真宣誓为盟。
但骄横自大的王罕仍未把铁木真当成平等的同盟者，铁木真曾为长子术赤向王罕之女求婚，结果被拒绝，双方关系再度恶化。嘉泰三年春，王罕父子伪许婚约，邀请铁木真赴宴，想乘机杀之。铁木真不明内情，带领10名随从前去。行至中途被王罕部下蒙力克劝阻。桑昆知道奸计泄露，准备偷袭铁木真。这件事又被在阿勒坛的弟弟也客扯连家放牧马群的巴歹和启昔礼听到，他们连夜驰报铁木真。王罕发兵来袭，铁木真仓促整军迎敌，大战于合兰真沙陀（今内蒙古东乌珠珠沁盟北）。铁木真当时仍处于劣势，虽经苦战暂挫王罕军队，但终因寡不敌众，引兵乘夜撤退。
合兰真沙陀之战是铁木真平生最艰苦的一场战斗，也是他第一次单独与蒙古高原上最强大的贵族势力进行较量。失利以后他一面遣派使者历数王罕背盟弃约诸事，并请求媾和；一面驻扎在班朱尼河，利用喘息时机，休养士马，收集部众。班朱尼河水十分浑浊，他与追随自己的伙伴们一起盟誓：“如果我取得天下，我将同你们同甘苦、共命运。若违背誓言，就像这河水一样。”经过短时期积聚，铁木真的军事力量又迅速发展，准备再与王罕决战。
这时的王罕却与追随他的其他蒙古贵族发生了分裂。札木合、阿勒坛、忽察儿、答里台等人密议要袭击王罕，自立为王。王罕察知以后，起兵攻伐，大胜。答里台和蒙古巴阿邻、嫩真二部、克烈撒合夷部投归铁木真，札木合等逃向乃蛮部。
当年秋天，铁木真探知王罕正搭起金帐，大摆宴席，毫无戒备，遂用偷袭战术，秘密包围折折运都山王罕驻地，发动突袭。经过3昼夜激战，王罕父子终因力不能支，落荒而逃。王罕逃至乃蛮边界，在借水喝时被乃蛮守将捕杀。其子桑昆逃到西夏后被逐出，又辗转至曲先（今新疆库车），也被杀死。
王罕为首的克烈部是蒙古诸部中最强大的，打败克烈部，是铁木真被推举为蒙古部首领以来取得的最大胜利。论功行赏、封地分民之后，他的势力范围已与西部的乃蛮部接界了。乃蛮部是当时蒙古高原上惟一还有力量能与铁木真抗衡的部族。
嘉泰四年（公元1204年），乃蛮部太阳罕统兵东进，至杭海岭北的合池儿水（今哈瑞河）下营，会合篾儿乞部首领脱脱、斡亦剌部首领忽都合别乞以及札木合所率领朵儿边、合答斤、散只兀、泰赤乌等残部，共同进攻铁木真。
铁木真早已将乃蛮部确定为下一个进攻目标。他对军队进行了整编，按千户、百户、十户统一编组。并建立了护卫军。军队的整编和护卫军的建立，使铁木真的军队成为一支纪律严明、高度集中的武装力量。它不仅加强了铁木真的权力，而且使追随他的将领们得到了大小官职，从而激励他们更忠诚、更勇猛地为他的“帝业”战斗。结果，这次战斗铁木真大败太阳罕，并征服了太阳罕所属的乃蛮部落。
嘉泰四年冬，铁木真北攻篾儿乞部，降服麦古丹、脱脱里、察浑三姓部众，脱脱等也逃奔乃蛮不欲鲁汗。兀洼思篾儿乞部首领带儿兀孙先已献女迎降，既而复叛，很快就被平定了。
开禧二年（公元1206年）铁木真汗建国后，发兵攻打按台山的乃蛮不欲鲁汗，在莎合水（今科布多河上游索果克河）将其消灭。依附不欲鲁汗的屈出律、脱脱等逃到按台山以西。斡亦剌部首领忽都合别乞不久后向铁木真投降。于是，哈剌温山以西、按台山以东地区全归于铁木真。
开禧二年（1206）春，铁木真召集贵族首领们在斡难河源举行大会，即大可汗位，号成吉思汗（成吉思意为“海洋”）。成吉思汗建立的国家称为“也客·蒙古·儿鲁思”，即大蒙古国。至此，蒙古各部都统一在大蒙古国的旗号之下，按照“千户”的组织形式编组起来，一个统一的蒙古民族共同体出现在世界舞台上。
成吉思汗即位后，在嘉泰四年（公元1204年）整顿军马、建立千户制的基础上，将全蒙古百姓划分为95千户，分别授与共同建国的贵族、功臣，任命他们为千户长，世袭管领。
千户制度是蒙古国家政治体制中最重要的一环。千户作为统一的基本军事单位和地方行政单位，取代了旧时代的部落或氏族结构。通过编组千户，全蒙古百姓都被纳入严密的组织之中，由汗委任的千户长（那颜）管领，在指定的牧地范围内居住，任何人不得擅自离开所属千户。国家按千户征派赋税和调拨军队。所有民户都应在本管千户内“著籍应役”，负担差役，不分贵贱，皆不得免。凡1
5～70岁的男子都要服兵役，随时根据命令自备马匹、兵仗、粮草，由本管千户长率领出征。“上马则准备战斗，下马则屯聚牧养”。蒙古政体已转变为封建的领主分封制。
成吉思汗任命木华黎为左手万户，管辖东边直到哈剌温山（今大兴安岭）方面的诸千户；博尔术为右手万户，管辖西边直到按台山方面的诸千户；纳牙阿为中军万户；豁儿赤领巴阿邻部三千户，加上塔该、阿失黑二人所管的诸族百姓，合为万户，镇守沿也儿的石河（今额尔齐斯河）的林木百姓地面。管领格尼格思千户的忽难，成为长子术赤所属百姓的万户。万户只是军事统帅。
蒙古国的最高统治集团是成吉思汗的“黄金家族”，全蒙古百姓都是他们的臣民。按照分配家产的体例，成吉思汗将百姓分配给诸子、诸弟。
成吉思汗建国后不允许任何与他的“黄金家族”相抗衡的力量存在。晃豁坛部族蒙力克老翁享有崇高的地位，他的儿子阔阔出利用自己萨满巫师的影响，将教权介入政治，并与成吉思汗家族争夺百姓。成吉思汗决心要除掉阔阔出。
一天，蒙力克率领7个儿子来访。阔阔出刚在酒桶旁边坐下，成吉思汗的小弟斡赤斤就上前要与他较力气，刚到帐殿外面，就有3个大力士折断了阔阔出的脊梁，将其杀死。
千户制度是成吉思汗防止旧贵族复辟的重要措施。任何千户长，不管地位多么尊崇，都是皇室的臣仆。那颜阶级是成吉思汗“黄金家族”统治人民的支柱。
为确保至高无上的汗权，成吉思汗建立了一支更强大的由大汗直接控制的常备武装。他将护卫军扩充至万名，由1000名宿卫、1000名箭筒士和8000名散班组成。其主要责任是保护大汗的金帐和分管汗廷的各种事务，同时也是大汗亲自统领的作战部队。
成吉思汗规定了严格的护卫轮流值班制度。成吉思汗令其最亲信的博尔忽、博尔术、木华黎、赤老温4家世袭担任四个护卫之长。他们是大汗的亲信内臣。护卫之长作为大汗的侍从近臣，地位居于千户那颜之上，担任着中央政府的职能。他们还常作为使者出外传达旨意，处理重大事务。其调任外官，多担任重要职务。因此，充任卫士成为那颜阶级做官的最便捷的途径。
成吉思汗掌握着这样一支最强悍的亲信军队，足以制约任何一个在外的诸王和那颜。而各级那颜的子弟被征为护卫军，等于“质子”，这有助于成吉思汗更牢固地联系和控制分布在各地的那颜，使他们效忠于自己。护卫军成为成吉思汗巩固新生的统一国家、防止旧贵族复活和对外进行掠夺扩张的有力工具。
成吉思汗建国以前，蒙古人还没有文字。成吉思汗俘获畏兀儿人塔塔统阿后，因他精通本国文字，就命他教子弟学习。其后又有不少畏兀儿人被用为蒙古贵族子弟的教师，他们对蒙古文的创制做出了贡献。
畏兀儿蒙古文创制出来以后，成吉思汗就用它发布命令，登记户口，编集成文法，记录所办案件等，成为加强统治的重要辅助手段。
开禧二年（公元1206年），成吉思汗任命其养子失吉忽秃忽为大断事官。大断事官专门负责掌管民户的分配。成吉思汗又命失吉忽秃忽审断刑狱词讼，负责惩治盗贼，察明诈伪，施以刑法。大断事官实际上是蒙古国的最高行政官，相当于汉族官制中的丞相。大断事官之下还有若干断事官作为僚属。此外诸王、贵戚、功臣有分地者，也各置断事官管治其本部百姓。
在蒙古人长期形成的种种社会习惯和行为规范的基础上，成吉思汗重新确定了训言、札撒和古来的体例，制定了蒙古法律“大札撒”。札撒主要由习惯法和训令构成。它是当时人民必须遵奉的法律。它规定：那颜们除君主外不得投托他人，违者处死；擅离职守者处死；构乱皇室、挑拨是非、助此反彼者处死；收留逃奴而不交还其主者处死；盗人马畜者，除归还原马外，另赔偿同样的马9匹，如不能赔偿，即以其子女作抵，如无子女，则将其本人处死等等。这些无疑都是保护最高统治权和那颜阶级利益的条款。此外，札撒还有一些保护游牧经济和社会秩序的条款。“札撒”的制定，对统治被征服的民众，使人民各安其位，整顿社会秩序，加强蒙古政权等起到了积极作用。
成吉思汗统一蒙古的业绩以及他加强集权统治的措施，构建了蒙古帝国的基本骨架，为他在更大范围内进行扩张战争奠定了基础。
统一蒙古后，征服邻国就成为成吉思汗的主要目标。当时，他的兵力总数已超过10万。在征服诸国的过程中，蒙古国的兵力又不断得到扩充。
党项贵族建立的西夏政权成为蒙古人征服的第一个目标。成吉思汗早已谋划着进攻金国，但他担心西夏与金国合力从两面牵制蒙古。为免除西夏可能构成的侧面威胁，他采取了先攻西夏扫清外围的战略。开禧元年（公元1205年）三月，成吉思汗灭乃蛮后率军第一次侵入西夏，攻破边境城堡力吉里寨，毁其墙垒。但此次主要的目的是掠夺财富。开禧三年秋，成吉思汗以西夏不肯纳贡称臣为由，第二次侵入西夏，攻破斡罗孩城，四出掳掠。西夏会集右厢诸路军抵抗，蒙古军不敢深入，于次年春天退回。
嘉定二年（公元1209年）秋，成吉思汗第三次入侵西夏。他围攻兴庆府长达两个月，迫使西夏王纳女请和，每年向蒙古纳贡。西夏因向金求援遭到拒绝，遂转而采取了臣服蒙古向金国进攻的政策。
蒙古与金很早就是仇敌。嘉定二年，金章宗病死，完颜永济继位。成吉思汗从投到自己麾下的金朝叛臣口中对金朝的政局了如指掌。嘉定四年三月，他做好了伐金的一切准备。在为祖先复仇的口号下，成吉思汗对金朝展开了全面攻势。金军以30万大军守野狐岭（今河北万全膳房堡北），成吉思汗挥师攻之，金军大败，死者蔽野塞川。金将完颜承裕等慌忙觅路逃跑，蒙古军跟踪追至浍河堡（今河北怀安东），将金军大部分消灭。蒙古军前锋突入居庸关，攻中都（今北京）不克，退出关外。
接着，成吉思汗分兵四出，攻取了山西、河北、山东和东北的许多地方。金主永济柔弱无能，见蒙古军来势凶猛，未战就先乞和。嘉定六年，胡沙虎以怠忽职守受责，竟发兵入都，杀永济，另立完颜珣，自为太师、尚书令。元帅右监军术虎高琪因兵败惧罪，又先下手杀掉了胡沙虎。金朝统治一片混乱。
嘉定七年（公元1214年），成吉思汗从山东返回，驻中都北郊。他派人告诉金主：现蒙古军要撤退，你应犒赏兵马。金帝不敢乘蒙古军长途跋涉困乏之机反攻，只得派丞相完颜福兴为使节，献永济女歧国公主及童男童女、金帛骏马等求和。成吉思汗返回漠北。
金朝因国力衰竭，已无力守住中都，为躲避蒙古的压迫，准备迁都河南汴京。恰在这时，发生了金国阻止蒙古派往南宋的和平使节的事件。成吉思汗对此非常气恼，认为金国的所作所为是破坏条约准备再战。他再次下令策马南进。蒙古军逼近中都并将其包围，中都附近州县守将和官员纷纷投降，前来救援的金军均被击溃，留守中都的金军主帅抹燃尽忠弃城而逃。1215年5月，蒙古军进占中都，驻在桓州的成吉思汗派失吉忽秃忽将中都府藏尽数运走，并派兵驻守中都。
嘉定十年，成吉思汗在漠北图拉河畔，对从军多年的将士讹功行赏，同时改编部队。深得成吉思汗信任的木华黎被封为国王，全权指挥对金战争。嘉定十二年，成吉思汗扬鞭策马踏上西征之路。
在蒙古铁骑向西挺进的征程上，首当其冲的是地处中亚的花刺子模国。花剌子模是中亚古国之一，位于阿姆河下游。其王号花剌子模沙（波斯语，意为王）。它摆脱了西辽和墨尔柱帝国的统治之后，发展成为伊斯兰世界最强大的国家。成吉思汗攻入金国的消息传到中亚后，花剌子模国国王摩诃末算端为证实这一消息并探听蒙古实力，在嘉定八年（公元1215年）底派以巴哈丁·剌只为首的花剌子模使团到达中都，亲睹了战争带来的惨状。当时成吉思汗并无征服西方的计划，只是着意于通过贸易获得异国物品。他曾颁布一道法令：凡商人至其境者，将保证其安全营业；凡有贵重物品，需先送到他那里由他选购。
一次双方进行贸易时，蒙古商队在花剌子模的论答刺城被该城长官亦难出全部拘捕，亦难出还向摩诃末诬告这些人是间谍，摩诃末没有深思熟虑，将他们全部杀死（共450人），货物全部没收。成吉思汗闻讯后，决意兴兵复仇。他派3个使臣到花剌子模指责摩诃末背信弃义，并要求交出凶手亦难出。摩诃末严辞拒绝，下令杀死为首的使臣，将其余二人剃去胡须，驱逐出境。成吉思汗派往花剌子模的使臣都是伊斯兰教徒，胡须对伊斯兰教徒来说是权力的象征，割掉它是奇耻大辱，而不斩来使、不杀说客是国家间交往的惯例。摩诃末如此做，激怒了成吉思汗，他派遣先锋哲别率领一支军队，消灭了盘距西辽的乃蛮部太阳汗之子屈出律，扫除了进兵路上的障碍。嘉定十二年（公元1219年），成吉思汗待马群肥壮之后，率领蒙古军和金国、西夏新归附的契丹军、汉军、河西军和畏兀儿、哈剌鲁首领率领的军队以及大批能工巧匠，翻越阿尔泰山，开始了西征。成吉思汗的军队总数不足20万，但其军威严整，战斗力很强。当时花剌子模拥有约40万军队，但其组织庞杂，训练不足，士气低落。在大敌压境之时，摩诃末有些惊慌失措。花剌子模的太后权势极盛，掌握着大量土地，摩诃末考虑到与母后的矛盾，采纳了分兵把守城堡的策略，他自己则准备退缩到阿母河以南，并随时准备放弃河中。
嘉定十二年秋，成吉思汗统全军向花剌子模进发，抵达讹答刺。经过5个月的苦战，蒙古军队终于攻破城防。守将亦难出率余部继续抗击，最终被生俘。蒙古军杀掠之后夷平了讹答剌城。亦难出被送往驻屯在撤麻耳干的成吉思汗处。成吉思汗下令往爱财如命的亦难出的眼睛和耳朵里灌注熔化了的银块，将其杀死，给死于非命的蒙古商人报了仇。
术赤一军攻下昔格纳黑（今哈萨克契伊利东南）、小八真（在昔格纳黑西北），逼临毡的。守将弃城逃跑，城民自动组织抵抗，因缺乏作战经验，很快被蒙古军攻破。
成吉思汗与拖雷率领人数最多的中军渡忽章河后攻克讷儿等城，于嘉定十三年（公元1220年）二月抵不花剌。不花剌是中亚细亚的大城市，守卫该城的是上万名骑兵。蒙古军进行了连续不断的进攻。守将率领一部分人马逃跑，结果被蒙古军队尾追至阿母河附近消灭。第二天，不花剌城的僧官、绅士们献城请降。成吉思汗入城后，乘马直入回回礼拜寺，在那里设宴庆功。
嘉定十三年三月，成吉思汗把烟火冲天的不花剌抛置身后，又开始进围河中首府撒麻耳干（意为“肥沃的都市”，摩诃末在吞并河中后以此为都城，今撒马尔罕）。察合台与窝阔台也率军来此会合，各驱降民随军攻城。摩诃末听到蒙古军进入河中的消息，慌忙逃离撒麻耳干，退到阿母河以南。撒麻耳干的城防尚未峻工，城中五六万守军竟不敢出战。围城第三日，有一部分城民出城突袭蒙古军，但中了埋伏，全部被歼。第五日，守军和城民献城投降。蒙古军入城后，拆毁城堞，逐出市民，纵兵大掠。成吉思汗将投降的将卒3万多人包围在一处平野中，全部杀死。他从居民中选出工匠3万人分赐诸子、亲属，并选3万名壮丁随军作战。其余居民则在交纳赎金后许其回城。契丹人耶律阿海受命为达鲁花赤，留此镇守。
阿剌黑一路蒙古军队也很快就攻取别纳客忒等城。
成吉思汗先驻扎在撒麻耳干城区，后移兵牧草丰美之地，休养士马，以待再战。一俟秋高马肥时，他就派遣察合台、窝阔台率领右翼军去取玉龙杰赤，命术赤率本部兵从其驻营地南下会合。自己与拖雷统领中军向阿母河挺进。
摩诃末携带少数侍从匆匆逃向可疾云（今伊朗德黑兰省加兹温）。哲别、速不台奉成吉思汗之命去追，他们渡过阿母河，进抵巴里黑，城民纳款请降，遂留一将镇守，随即分兵向西追赶。沿途传檄谕降，除非遇到阻拦、反抗，并不攻城略地。后摩诃末遁入小岛上，成为伊斯兰教徒。约在嘉定十三年底，摩诃末病死，他的儿子札兰丁继承了王位。
依照成吉思汗之命，察合台、窝阔台和术赤先后率军抵达花剌子模首都玉龙杰赤（今土库曼斯坦库尼亚乌尔根奇）。玉龙杰赤城跨阿母河两岸，中有桥梁相连，3000蒙古军欲夺取桥梁，结果全被守军杀死。城内守军胆气更壮，屡屡挫败攻城的蒙古军。
成吉思汗和拖雷率领中军从那黑沙不出发，过铁门关（今乌兹别克沙赫尔夏勃兹南90公里拜松山中的布兹加勒山口）南下。他从诸军中选拔强悍者组成一支精锐部队，命拖雷率领，先渡阿母河去取呼罗珊诸城；自统大军进攻阿母河北岸要塞忒耳迷（今俄罗斯捷尔梅
兹）。忒耳迷军民拒绝招降。两军以石炮相战，围攻11天之后，城池被攻破。成吉思汗下令毁其城堡，尽屠其民。其后，他又分兵攻略附近诸城寨。
在阿母河北岸驻冬之后，嘉定十四年初，成吉思汗统兵渡河，抵巴里黑城下。城民首领带着昂贵的贡物出城请降，宣誓效忠。但成吉思汗为讨伐札兰丁，认为军队后方留下人口众多的城市于己不利，便以调查人口为名，将无辜的市民全部屠杀，将巴里黑城化为灰烬。
成吉思汗接着进围塔里寒寨（今阿富汗木尔加布河上游之北）。塔里寒军民凭险据守，蒙古军7个月围攻不下，直到拖雷奉召回军与其父会合，才将这座山城攻克。该城军民被屠杀殆尽。
这期间，拖雷受父命进入呼罗珊地区，对敢于反抗蒙古的城市进行了残酷的报复。所到之处多屠城，不允许投降。
嘉定十四年（公元1221年）十一月二十四日，成吉思汗下令猛攻札兰丁。经过激烈战斗，札兰丁部下将卒大部分死伤逃散，札兰丁数次突围受阻，脱掉盔甲，跃马入河，率4000残兵逃入印度。嘉庆十五年春，成吉思汗命八剌等率领蒙古军20000入印度追击札兰丁，但一直未找到踪迹。入夏后，蒙古军不耐盛暑，只好退兵。不久后，札兰丁也被迫离开印度逃往波斯。
成吉思汗又分遣蒙古军去镇压各城的起义，哥疾宁、也里、巴里黑等城又一次遭到蹂躏。嘉定十五年春、夏两季，他都在“大雪山”（今兴都库什山）以南活动，先是在印度河附近清剿札兰丁的离散部队，而后避暑于八鲁湾川。九月，渡过阿母河，回到撒麻耳干地区驻冬。
哲别和速不台在摩诃末逃入里海后，继续率军抄掠波斯各地。嘉定十四年初，蒙古军入掠谷儿只（今格鲁吉亚），败其守军，旋即回兵，再至桃里寺（今伊朗东阿塞拜疆省大不里土），接受城中贵人贡纳，遂往攻篾剌哈（今伊朗东阿塞拜疆省马腊格）。蔑剌哈城民进行了抵抗，城破后遭到残酷屠杀。接着又南下攻克哈马丹，杀掠之后纵火焚城。此后挥师北攻拜勒寒城，城民杀死蒙古派来议和的使者，蒙古军猛攻，陷城后将居民屠杀殆尽。
嘉定十五年春，哲别等攻入谷儿只境内，攻破其首府沙马哈（今阿塞拜疆舍马台）。占领了位于太和岭（高加索山）与里海之间隘口上的打耳班（今达格斯坦捷尔本特）。嘉定十六年底，他们率军东返，沿亦的勒河（伏尔加河）南下，经由里海、成海北部，与成吉思汗会师。
成吉思汗为求长生之药，在西征途中就遣侍臣刘仲禄到山东莱州延请全真教宗师丘处机。丘处机推辞不过，经过一年多的艰苦跋涉，终于在嘉定十五年四月到达成吉思汗行营。成吉思汗当即接见，问道：“真人从远方来，有什么能使我长生的药吗？”丘处机指出：“长生之道，清心寡欲；一统天下，不嗜杀人；为治之方，敬天爱民。”成吉思汗派人翻译并做了记录。嘉定十六年二月，成吉思汗射猎时不慎落马，险些丧生，丘处机劝告说：“你年事已高，少出猎为宜。出猎坠马，是天的戒示。”成吉思汗说：“神仙所言甚是，朕为蒙古人，自幼喜爱乘马狩猎，怕积习难改。”
嘉定十五年，闻知西夏有变，成吉思汗决意东归蒙古。他任命花剌子模人牙剌瓦赤及其子麻速忽治理西域各城，并置达鲁花赤监察。长子术赤留在了钦察草原。嘉定十六年东归途中，成吉思汗驻夏于忽兰巴失。嘉定十七年夏又在也儿的石河驻夏。
在这期间，成吉思汗为加强对征服来的广大国土的统治，将它们分封给了诸子：也儿的石河以西，今咸海、里海之北，属于术赤；畏兀儿与河中之间，原西辽故地，属于察合台；从叶迷立（今新疆额敏）以北，包括今喀拉额齐斯河和阿勒泰山一部分的原乃蛮部地，属于窝阔台。他们与先前分封的成吉思汗的诸弟合撒儿、合赤温、斡赤斤、别里古台等“东道诸王”相对，被称为“西道诸王”。这3个封国即是后来的钦察汗国、察合台汗国和窝阔台汗国。分封诸子，使他们各拥封土，为后来因争夺汗位而产生的各系间的斗争埋下了种因，也最终导致了大蒙古帝国的分裂瓦解。但是，这种分封制对促进各地的封建化与经济文化的恢复发展，又是有积极作用的。
宝庆元年（公元1225年）春，成吉思汗回到蒙古，持续7年的远征结束。
宝庆二年（公元1226年），成吉思汗以西夏接纳仇人亦剌合·桑昆、不送质子和拒绝征调为由，兴兵大举侵入西夏。
由于成吉思汗在射猎野马时再次落马负伤，蒙古军被迫驻营休息。虽然伤痛椎心，但年迈的成吉思汗没有采纳皇子、大臣们暂时后撤的建议，决定先派遣使臣到西夏责其不派兵随从西征且出言不逊之罪。接着，蒙古军攻西凉府，西夏主将力屈投降，遂进至河曲，取应里等县。这时，夏献宗德旺忧惧而死。夏人立其侄南平王为主。十一月，成吉思汗率蒙古大军进攻灵州，西夏王遣嵬名令公统率10万军队来援。蒙古军渡河进击，消灭西夏军，杀死无数，尸体堆积如山。随后，成吉思汗到盐州川驻冬。
鉴于西夏军主力被歼，已无法组织有效的抵抗，成吉思汗只留一部分军队攻打中兴，并派察罕入城招降，他自己则于宝庆三年（公元1227年）正月率军南下，进入金境，攻陷临洮府和洮、河、西宁、德顺等州，另遣一军攻入宋境掳掠。四月，驻夏于六盘山。六月，继续向南进兵，至秦州清水县。
宝庆三年七月，成吉思汗身患重病，一卧不起。他自知死期临近，便招其三子窝阔台、末子拖雷于枕边，叮嘱兄弟之间要亲密相处，并面授征服金国的策略。他指出：“金的精兵在潼关，南有群山，北临黄河，难以遽然攻破。如果向宋借道，宋与金是世仇，必定会应允，那就可以出兵唐、邓（两州均在河南），直指汴京（今开封）。金危急，必定征召驻守潼关的军队，这时我们迎头痛击远来疲军，必能大胜。”他还吩咐：“我死后要秘不发丧，以免被敌人知悉；待西夏国主和居民在指定时刻出城时，立即全部把他们消灭。”
安排完军国大事，这位一代天骄带着他多采多姿的业绩结束了一生，终年66岁。
遵照成吉思汗的遗嘱，他的尸体被送回蒙古故土，埋葬在斡难、怯绿连、土拉三河发源的圣山——不儿罕山上。陵墓向北深埋，以万马踏平。后人在鄂尔多斯（伊克昭盟）修建了“八间白室”，人称成吉思汗陵。
南宋绍定二年（公元1229年），窝阔台继承汗位。元至元三年（公元1266年），元世祖忽必烈追谥成吉思汗为“圣武皇帝”；元至大二年（公元1309年），加谥为“法天启运圣武皇帝”，庙号“太祖”。