1219～1225年成吉思汗指挥蒙古军队西征中亚。1218年，花剌子模地方官员杀害蒙古商队商人，成吉思汗决定讨伐花剌子模。为了解决后顾之忧，蒙古军队首先消灭了西辽的篡位者屈出律。1219年，蒙古大军开始西征，葛逻禄部、高昌回鹘等部落派出军队随同成吉思汗远征。蒙古大军兵分四路进攻花剌子模统治的地区，成吉思汗的长子术赤进攻阿姆河下游和咸海北部；察哈台、窝阔台率兵围困讹答剌城；成吉思汗与托雷进攻河中地区，并越过兴都库什山进入阿富汗和印度河流域；另一路进攻讹答剌上游地区。蒙古大军攻占了花剌子模控制的中亚河中地区、伊朗东部地区、兴都库什山到印度河之间的疆域。负责追击花剌子模沙的蒙古军穿越伊朗高原，越过高加索山脉进入南俄草原，东渡伏尔加河，经哈萨克斯坦返回。蒙古西征过程中在各地设置达鲁花赤〔蒙古语daruqai（镇守者）的音译。蒙古和中国元朝的官名，为地方、军队和官衙的监治长官〕进行统治。1223年以后，中亚地区被蒙古稳固统治。通过这次西征，蒙古军队占领了中亚、里海和黑海北岸，以及乌拉尔河和伏尔加河流域。成吉思汗分封诸子于各地，长子术赤获得里海一带、花剌子模国和钦察故地；次子察哈台获得西辽故地，建立察哈台汗国；三子窝阔台获得乃蛮部故地，建立窝阔台汗国；四子托雷获得蒙古故地。

用回鹘式蒙古文书写的“也松格碑”，此碑系1225年成吉思汗西征班师后建立的纪念碑，原在额尔古纳河上游也松格领地黑尔城遗址附近

蒙古第二次西征始于1236年。拔都和速不台率军出征钦察、阿兰、罗斯诸国。1235年，窝阔台召集诸王大会，决定以术赤次子拔都为统帅，以速不台为先锋，率军再次西征钦察、斡罗思等国。因出征诸宗室子多为长子，史称“长子出征”。1237年初春，蒙古人进攻南俄草原上仍旧处于半原始状态的突厥游牧部落。穆斯林作家称他们为钦察人，匈牙利和拜占廷人称他们为库蛮（又译为库曼、古曼、科曼）人，俄国人称他们为波洛伏奇人。1238年，蒙古大军经过3次战役，打败钦察人的主力。1239年至1240年冬，蒙古人攻占阿兰人的都城蔑怯思城。在此期间，蒙古军队攻入罗斯境内，征服了罗斯诸公国的大部分地区，梁赞、苏兹达尔和弗拉基米尔等被摧毁，莫斯科、雅罗斯拉夫、特维尔等遭到洗劫。1239年，蒙古军队侵入罗斯的南部和西部地区（大部分在乌克兰境内），夺取基辅等地。1240年至1241年冬，蒙古军队进入波兰境内，波兰国王从克拉科夫城逃亡摩拉维亚，蒙古大军打败波兰大公亨利率领的波兰、日耳曼十字军和条顿骑士团组成的西里西亚3万联军。1241年春，蒙古军兵分三路进攻匈牙利。三路大军于佩斯城对面会合，4月10～11日，蒙古大军打败匈牙利国王贝拉四世的军队，随后蒙古人强攻并焚烧佩斯城，整个匈牙利直到多瑙河都处于蒙古人统治之下。1241年7月蒙古军队抵达维也纳附近。12月，拔都率军越过多瑙河，继续夺取格兰。1242年因窝阔台去世，蒙古大军引兵东还。1243年拔都到达并停留在伏尔加河下游。1236～1242年的西征扩大了术赤在伏尔加河以西的领地，控制了西达多瑙河口的广袤疆域。

蒙古军攻城图（绘画）

蒙古第三次西征始于1253年。蒙古大军渡过阿姆河，进入伊朗高原腹地，扫荡了在花剌子模废墟上建立起来的各个小王国。蒙古军队灭亡了波斯马赞达兰地区的阿萨辛派势力。旭烈兀于1258年攻陷巴格达，杀掉阿拔斯王朝（黑衣大食）末代哈里发，蒙古大军随后攻占伊拉克全境。1259年，蒙古大军兵分三路入侵叙利亚地区，扫平了叙利亚境内的伊斯玛仪派势力，1260年占领大马士革。1260年，埃及马木鲁克军队重创蒙古人，蒙古西征结束。