公元1206年，鐵木真在斡難河頭舉行忽裡勒台大會，這個大會不再是以往平等的各部落氏族首領的集會，而是鐵木真手下的軍事将領的大聚會。會上擁戴鐵木真為全蒙古的共主，尊稱為“成吉思汗”，正式建立統一的蒙古政權——大蒙古國。其後成吉思汗及其子嗣在歐亞大陸和北非各地征戰，領土在一百多年間迅速擴張，其領土幅度無愧為曆史上連續性版圖最遼闊的國家。在蒙古軍隊一百多年的征戰中，最主要的莫過于蒙古的三次西征。
成吉思汗像
第一次西征由成吉思汗親自率領，是以也被稱作“成吉思汗西征”。
這一時期主要的作戰目标是花剌子模，事情起因是蒙古派往花剌子模尋求貿易的使節團被謀害，于是成吉思汗在公元1219年出兵花剌子模尋求複仇。
蒙古軍隊進入中亞以後，長驅直入，花剌子模毫無招架之力，其首都撒馬爾罕于1220年被蒙古軍隊攻占，國王摩诃末西逃。成吉思汗于是指令大将哲别和速不台越過阿姆河追擊西逃的花剌子模國王摩诃末。
花剌子模國王摩诃末後來在裡海的一個小島上病死，其子劄蘭丁在呼羅珊繼續組織抵抗。成吉思汗親統諸路大軍追擊劄蘭丁，在印度河擊敗其餘衆，劄蘭丁隻身逃跑，花剌子模滅亡。
蒙古軍隊又越過高加索進入頓河流域，出兵歐洲。于公元1223年在迦勒迦河大敗欽察與俄羅斯聯軍，俄羅斯諸王公幾乎全部被殺。後聞西夏有變，蒙古軍隊于1225年傳回蒙古。
蒙古軍隊在迦勒迦河大敗羅斯聯軍
第二次西征由術赤長子拔都擔任主帥，實際主将是速不台，窩闊台長子貴由、孫子海都、拖雷長子蒙哥等随軍出征，是以也被稱作“長子西征”。
公元1229年，窩闊台登上汗位，繼續西征。1235年，召開忽裡勒台大會，決議遠征歐洲欽察、斡羅斯等臣服諸國，命各支宗室均以長子率軍，萬戶以下各級那顔也以長子從征，人數約15萬。
公元1236年，諸軍會師西征，進攻位于伏爾加河中遊的不裡阿耳，大将速不台征服不裡阿爾。公元1237年，蒙古諸軍進攻欽察，蒙哥斬殺其大将八赤蠻，裡海以北地區被蒙古軍隊占領。
拔都率軍大舉入侵俄羅斯，公元1237年底攻占梁贊、莫斯科等14城。公元1238年2月攻陷弗拉基米爾，次年又攻陷基輔。公元1240年，蒙古軍隊進攻孛烈兒(今波蘭)、馬紮爾(今匈牙利)。
公元1241年4月，蒙軍攻占克拉科夫、裡格尼察等城，大掠摩拉維亞等地。拔都親統三路大軍大敗馬劄兒軍，其國王逃走，蒙古軍隊攻掠亞得裡亞海東岸及南歐各地。這年年底，窩闊台死訊傳到軍中，拔都率軍從巴爾幹撤回伏爾加河流域。拔都率本部以撒萊為都城，在伏爾加河畔建立了欽察汗國，又稱金帳汗國。
蒙古第二次西征——“長子西征”
第三次西征由蒙哥汗之弟旭烈兀統軍西征，是以也被稱作“旭烈兀西征”。
公元1241年窩闊台大汗去世，經過激烈的争論和變動，1251年拖雷子蒙哥即位成為大汗。蒙哥命其弟旭烈兀總領阿姆河以西諸地軍國重事，統軍西征。公元1253年，旭烈兀率軍第三次遠征，蒙古軍隊進軍西亞。10月，旭烈兀率兵侵入伊朗西部，進抵兩河流域，目标首先指向了木剌夷國(今伊朗境内)。
公元1256年，旭烈兀統帥蒙古大軍渡過阿姆河，6月到達木剌夷境内。蒙古先鋒将領怯的不花攻占木剌夷多處堡寨，給予了敵人沉重打擊。木剌夷首領魯克那丁在蒙古大軍壓境的形勢下，派遣他的弟弟沙歆沙向旭烈兀求和，旭烈兀要求魯克那丁親自來投降，但魯克那丁遲疑不決。11月，旭烈兀指令蒙古軍隊發起猛攻，魯克那丁被迫投降。蒙古軍隊占領其都城阿剌模式堡(今裡海南)。1257年初，魯克那丁被蒙古軍隊殺死，他的族人也都被處死，木剌夷被完全平定。
公元1257年3月，駐守阿塞拜疆的拜住來到軍中，旭烈兀偕同拜住等繼續西征，兵鋒直指阿拔斯首都巴格達。當時阿拔斯王朝哈裡發是漠思塔辛，既直接統治阿拔斯王朝，又管轄整個伊斯蘭教世界，是兩河流域的強國。公元1257年冬，旭烈兀、拜住等率軍三路圍攻巴格達，第二年初，三軍合圍，向巴格達發動總攻，蒙古軍隊用炮石攻打巴格達城，城門被炮火擊毀。2月，谟思塔辛哈裡發率衆投降，旭烈兀攻陷巴格達，蒙古軍隊在城中大掠七天，谟思塔辛被處死，阿拔斯王朝滅亡。旭烈兀率軍繼續西進，挺進叙利亞阿尤布王朝，勢力深入到西南亞。
公元1260年蒙哥大汗死訊傳至，旭烈兀決定班師，後留居帖必力思，建立了伊利汗國。
蒙古第三次西征——“旭烈兀西征”
經過三次西征，蒙古先後征服了今鹹海以西裡海以北的欽察、花剌子模和東起阿爾泰山西至阿姆河的西遼、畏兀兒，建立了察合台汗國;鄂畢河上遊以西至巴爾喀什湖的乃蠻舊地，建立了窩闊台汗國;伏爾加河流域的梁贊、弗拉基米爾、莫斯科、基輔等公國，建立了欽察汗國;兩河流域的伊朗、阿富汗、叙利亞，建立伊利汗國，造就了世界曆史上前所未有的大帝國——“蒙古帝國”。
元朝與四大汗國
後來，蒙古各集團為了争奪大汗權位，彼此沖突激化，離心離德，加上汗國之間缺少必要的和有力的政治軍事經濟聯系，于中央距離遙遠，因而這個廣袤的“蒙古帝國”終歸是昙花一現，日趨瓦解。