元太祖十四年（公元1219年）六月，成吉思汗亲统大军从额尔的失河出发，越过阿勒台山，经别失八里、仰吉八里、天地、畏兀儿等地，军队共23万人，号称60万，出征花剌子模，摩诃末与大臣议定，命各城坚壁清野，不出战。成吉思汗于是年中秋前后对军队稍事集中修整，立即向摩诃末战略敏感地带发起进攻，以造成切断王国与两大资源地和新军筹建基地联系的假象，吸引摩诃末的注意力。摩诃末中计，派其主力指向拔汗那对付哲别。成吉思汗率主力乘机推进到锡尔河的讹答剌，分军队为四路，成吉思汗与其子拖雷率领主力，以速不台为先锋，渡过锡尔河，切断摩诃末向受围各城支援的通道。
成吉思汗于元太祖十五年公元1220年秋，派以术赤为主帅，察合台、窝阔台为副，指挥第一、二路军前往攻打玉龙杰赤，次年攻克。成吉思汗用了1年零7个月的时间，消灭花剌子模国30万军队，攻占花剌子模本土和河中地区，取得了战略决战性的河中战役的胜利，为灭亡花剌子模国打下了基础。
后摩诃末因其母后、嫔妃被俘，幼子丧命，而自己又罹患疾病，自知将不久于人世，乃立札兰丁为嗣主。成吉思汗立即命令哲别、速不台率领3万骑兵北越高加索探查。哲别、速不台率军由南面迂回里海，进入亚塞拜然（今阿塞拜疆）进行了乔治亚之战（或称谷儿只，即今格鲁吉亚），扫荡高加索南北诸役，进行了帖雷克河、迦勒迦河之战，破俄罗斯联军10万，打开了俄罗斯大门，班师回国。
拖雷奉命率军扫荡阿姆河以西呼罗珊地区（今土库曼南部、伊朗东北部和阿富汗西北部地区）。成吉思汗率领主力攻占忒耳迷及渡口，进军忽儿忒地区（今阿富汗北部）和撒蛮（今阿富汗北部之萨曼甘），攻占了巴达哈伤（今阿富汗东北部兴都库什山以北，喷赤河以南地区）和巴里黑、塔里寒（今阿富汗东北之塔利甘），平定了阿姆河以北地区，尔后进军并攻克了另一个塔里寒（又称言内思剌惕——苦黑）。
札兰丁继位为花剌子模国王，决心据旧都抗击蒙古军，然而旧都玉龙杰赤的9万守军不拥护甚至密谋杀害札兰丁，札兰丁奔逃到哥疾宁（今阿富汗喀布尔西南的加兹尼），奋力救亡，其部下从四面八方投奔而来，札兰丁信心倍增，重整军备，准备反攻。两军在巴鲁安（今阿富汗喀布尔西北巴米安）遭遇。成吉思汗闻报立即率领察合台、窝阔台、拖雷各军向巴鲁安行军，追歼札兰丁，于十六年十一月举行申河（今印度河）战役，全歼札兰丁4万余众，札兰丁率50余人向印度逃遁。成吉思汗派拖雷、巴拉二将渡申河追击札兰丁，未获而还。
（2）第二次西征——征服伏尔加河以西诸国的战争
蒙古灭金战争后，窝阔台汗在中原和中亚建立了巩固的统治。然而乌拉尔和以西的钦察、斡（今俄罗斯欧洲北部的基洛夫州和鞑靼自治共和国以西地区和乌克兰、白俄罗斯）罗斯等还未平定。元太宗七年（1235年），窝阔台召集忽里勒台，决定征讨钦察、斡罗斯等未服诸国。居住在伏尔加河和乌拉尔河之间的钦察部首领忽鲁速蛮惧怕蒙古军队，先遣使纳款，蒙古军至，准备投降。唯有居住在伏尔加河下游的钦察部首领八赤蛮坚决抗战。斡罗斯和波兰、匈牙利当时分为诸公国，各自为政，不听大公号令，德、意、奥诸国卷入十字军东征。欧洲形势对蒙古西征有利。
元太宗八年春，成吉思汗长子术赤长子拔都、次子察合台长子拜答儿、三子窝阔台长子贵由、四子拖雷长子蒙哥各统本王室军，万户以下各级那颜（千户的首领）亦分遣长子从征，命令拔都为统帅，速不台为副将，共15万大军，秋季抵达伏尔加河东岸集中。速不台率先锋军攻取不里阿耳（今俄罗斯维亚特卡一波利亚纳东）。同年冬，蒙哥进征伏尔加河下游的钦察部，斡勒不儿里克部首领八赤蛮出没于密林，不时袭击蒙古军队。次年春，速不台自不里阿耳境移师南下，增援蒙哥。八赤蛮听说速不台大军到来，大惧，逃入海中。蒙哥率军进攻宽田吉思海（今里海）岛屿，俘虏八赤蛮并将其处死。于是，宽田吉海及外高加索山以北诸部震服。九年（1237年）夏、秋，在伏尔加河以东休养士马，决定征讨斡罗斯。十二月，拔都等诸王率军渡过伏尔加河，攻克烈也赞（一作“也烈赞”，今莫斯科东南亚赞州里亚赞城）、科罗木纳（今莫斯科东南科洛姆纳城）诸城。次年二月，围攻斡罗斯弗拉基米尔大公国都城弗拉基米尔（今俄罗斯莫斯科东北）。大公阔儿吉弃城逃跑，至昔迪河（今伏尔加河上游）畔等待基辅公国援军。蒙古军围攻五日，并强迫斡罗斯人参加攻城战，城破。拔都分军数路攻取弗拉基米尔城附近的罗斯托夫、莫斯科等10余城。三月，拔都派一军突然袭击昔迪河畔之大公军营，全歼其兵，大公战死。蒙古军由此向基辅公国古都诺夫哥罗德（今俄罗斯诺夫哥德州诺夫哥罗德城）挺进，至城20里，忽改道南下向高加索北进军，蒙哥、贵由镇压阿速叛部，拔都经略伏尔加河以东诸地，并在钦察草原休养士马。十年（1238年），蒙哥、贵由攻取铁门关（今乌兹别克斯坦南部杰尔宾特西），打通高加索南北交通线。同年秋，元太宗召蒙哥、贵由东归。十一年，拔都遣军渡过顿河，复入斡罗斯南部掳掠。斡罗斯王公们忙于争权夺利，不能团结对敌，使蒙古军攻取别列思老勒、契尔尼果夫二城。攻打契尔尼果夫城时，蒙古军使用巨型抛石机。同年秋，拔都亲率大军进抵乞瓦城（今乌克兰基辅城），诸路军云集。拔都下令四周架炮，昼夜不息，猛烈攻击。十一月十九日，方才攻克。攻取乞瓦城后，蒙古军继续西进，攻取加里奇公国都城弗拉基米尔——沃伦（今乌克兰西北部沃伦州弗拉基米尔沃伦斯基）和境内其他城市。加里奇大公丹尼勒逃往马札儿。斡罗斯被蒙古军占领。
十二年（1240年）初，蒙古军除留3万军镇守南斡罗斯外，其余12万人分三路向马札儿（今匈牙利）进军。北路以拜答儿为统帅，率领察合台部下的3万人摧毁马札儿外援波兰；南路以合丹为统帅，率领窝阔台部下的3万人，绕过喀尔巴阡山脉，自南迂回前进；中路以拔都、速不台为统帅，率领6万大军，越过喀尔巴阡山直向京城丕思惕（今匈牙利布达佩斯市附近）进军。南北二路军先发。拜答儿将南路军分数路，渡维斯多拉河向波兰进军。是时波兰分为若干小封国，国王波列斯拉夫只管辖直属之地，其余诸封国各自为政。十二年二月，蒙古军先后攻下波兰共主波列斯拉夫所辖桑多米尔城（今波兰华沙东南维斯瓦河西岸散多梅希城）。三月，败波兰军，攻取都城克拉克夫（今波兰南部克拉科夫城），将其纵火烧毁。然后蒙古军向波兰藩属国西里西亚（今波兰西南部之西里西亚）进攻，他们乘筏渡过奥得河，攻其都城弗洛斯拉夫（今波兰西里西亚府弗劳兹拉夫）。西里西亚王亨利二世退守勒格尼兹（今德国德雷斯登州之格尔利次附近），集结波兰、日耳曼、条顿骑士团共3万军队准备迎战。拜答儿放弃进攻弗洛斯拉夫城，进至勒格尼兹附近，引亨利出战。四月初，亨利率军出战，蒙古军假装战败撤退，亨利尾追。蒙古军趁亨利部疲劳，突然发起反攻，尽歼其军。亨利被俘斩。蒙古军乘胜南下，攻入莫拉维亚（今捷克南部摩拉维亚地区），抢掠焚烧诸地后，遂向马札儿方向行进与拔都会合。合丹统帅的南路军绕过喀尔巴阡山进入马札儿，先后攻取鲁丹、瓦剌丁诸城，四月，在匈牙利平原与拔都会合。
拔都、速不台所率中路军分二路向匈牙利进攻。国王贝拉四世仅派少数军队扼守喀尔巴阡山诸隘口，砍下树木阻塞道路。三月十二日，蒙古军奇袭喀尔巴阡山所有隘口，至十五日将其全部攻破。拔都率军向帛思忒城进攻，所经过的地方都被焚毁。贝拉四世闻讯，自佩斯至帛思忒城，集结10万大军守城。蒙古军抵城下，攻而不破。匈牙利军不出战。拔都率军引退。贝拉四世出城追击，至赛约河（一作撒岳河，今匈牙利东部蒂萨河）河西（今索尔诺克）驻营，遣兵1 000守桥，以防蒙古军进攻。蒙古军退至匈牙利军不防之处、河东的沼泽地安扎营寨，夜分二路进攻：一路由拔都率领，遣兵夺桥，置炮攻击，失利；一路由速不台率领，从河下游结筏潜渡，迂回匈军侧后。拔都猛攻守桥军，夺取桥梁。黎明时，两路军四面围攻匈军营地，发起突然袭击。匈军突围，拔都放西面一条路，匈军向西逃窜，蒙古军三面伏击，尽歼其军。贝拉四世逃入奥地利。蒙古军进抵佩斯城，攻破其城。此役，蒙古军亦损失惨重。夏、秋，全军在佩斯城附近的诺伊施达城，遇奥地利、波西米亚两公国的反击，旋即退走。十二月，多瑙河封冻后，蒙军进攻匈牙利古都格兰城。该城处多瑙河畔，四周有深壕环绕，城有戍楼。蒙古军抵城下，置30门大炮攻城，驱俘虏填平壕沟，进攻非常凶猛。城内的法、德等国商人，把他们的财物全部焚毁。蒙古军破城后，将城焚毁。拔都遣合丹统军专追贝拉。贝拉听说蒙古军追至，避入亚得里亚海岸边的岛上。合丹到海边，掠斯帕剌托、卡塔罗二城。元马乃真后元年（1242年）初，窝阔台死讯传至，拔都召回合丹。合丹经塞尔维亚，与拔都会合。三月，拔都率军东还。