蒙古大軍征服中亞大國花剌子模後，鐵木真命長子朮赤鎮守，然後向蒙古本土班師，於公元1225年抵達大斡魯朵（位於今蒙古國溫都爾汗西南），結束了這次歷時八年的西征。
次年，公元1226年，鐵木真又發動對西夏王國的遠征。在蒙古軍隊攻陷西夏各城，幷包圍王城興慶府時（位於今寧夏銀川），鐵木真令人不解地南下到六盤山南麓紮營。
隨後，鐵木真在狩獵中墜馬受傷，於公元1227年8月18日去世於今甘肅省六盤山下清水縣。鐵木真遺令秘不發喪，直到西夏王城被攻下。三天後，西夏國都開城投降，國家滅亡。
公元1230年，蒙古帝國大漢窩闊臺與弟拖雷率軍由山西渡黃河入陝西，南征金帝國。同年，另外一支蒙古軍隊開進被征服的花剌子模地區，擊敗從印度回到波斯地區，恢復了花剌子模西北部地區的札闌丁。
公元1231年，蒙古軍破鳳翔，金帝國放棄京兆（今西安），遷民於河京年丁南，盡棄潼關以西地區。同年，波斯戰場上被蒙古軍隊追擊東奔西跑的札闌丁被一農夫殺死。花剌子模徹底退出歷史舞臺。
公元1231年夏，金帝國派重兵防守潼關與黃河一線，蒙古軍歷經長時間進攻未果，於是採用拖雷的提議，兵分三路攻金：窩闊臺統中路，渡黃河向洛陽進攻；鐵木哥斡赤斤率東路軍從山東濟南進攻；拖雷率西路軍從陝西寶雞南下，進入南宋境內，沿漢水到今河南唐縣、南鄧縣，對金帝國三面包抄；約定於次年正月在金帝國都城南京（今河南開封）會師。
秋天，窩闊臺大汗帶領中路軍強渡黃河進攻鄭州，金帝國黃河防線崩潰。拖雷率西路軍出寶雞，向南宋帝國借路被拒，強行進入宋境，直抵唐、鄧。金帝國得知西路蒙古軍向南包抄南京，調派守潼關的20萬大軍往南阻攔蒙古中軍，保衛京師。大將完顏合達與移刺蒲阿率軍從閿鄉（今河南靈寶西）至鄧州，在鄧州西的禹山設下埋伏，擊退蒙古軍。
拖雷西路軍兵力少於4萬，避開金軍主力，分路進攻南京，完顏合達等率軍跟隨追擊，支援南京。拖雷率軍一面行軍一面襲擊跟隨的金軍，導致金軍疲憊不堪。
公元1232年春，金軍追到河南鈞州（今河南禹縣）南三峰山，正好大雪季節，拖雷在金軍凍餓疲憊時發起猛攻，金軍潰敗，完顏合達、揚沃衍逃到鈞州。窩闊臺大汗率軍到達，蒙古軍攻下鈞州城，完顏合達、揚沃衍自殺。
三峰山一役，金軍主力被殲，潼關守將也獻關投降蒙古，蒙古軍又攻佔河南十餘州縣，會師南京。窩闊臺大汗命速不臺等繼續圍南京，自己率主力北還，託雷在北返途中病故。
公元1232年年底，蒙古派使者約宋帝國聯合滅金，宋理宗同意，約定滅金後黃河以南地區歸宋。
公元1233年年初，金帝國皇帝帶領少數人突圍，逃到今河南商丘，南京守將降服於蒙古。三峰山之役後，金帝國漢族土豪武仙收潰軍1萬駐紮在唐、鄧山中繼續抵抗蒙古軍。
同年，宋襄陽守將孟珙擊敗武仙軍，奪鄧州。金帝國皇帝再逃到今河南汝陽縣，蒙古軍圍城。
公元1234年春，蒙古軍在南宋軍隊配合下攻克位於今河南汝陽縣的蔡州，金帝國皇帝哀宗自殺，金帝國滅亡，蒙古征服了黃河以北地區。
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