成吉思汗死后，窝阔台继续着父亲的扩张政策。1229年，窝阔台根据成吉思汗的临终遗策，发动了灭金的战争。金国虽然在成吉思汗时期，遭到了沉重的打击，但毕竟实力雄厚，再加上哀宗10余年来的苦心经营，金国的元气逐渐得到了恢复。到窝阔台灭金时，金国仍然有精兵40余万，并占据了大片的河山。
  显然，灭金并非轻而易举之事。初期阶段，蒙古主要的作战意图是扫清外围，自1229年开始，蒙军开始进攻金国沐京外围的据点。先后在金国西北重镇京兆（今陕西西安）、庆阳等地与金军鏖战，双方互有胜负。1230年，窝阔台亲率大军，与拖雷、蒙哥等人再次挥师征金，并于次年春攻克重镇凤翔，随后渡过黄河，占领同州、华州和京兆等地。
  五月，窝阔台召集诸王大会，商议灭金方略。经过商议，窝阔台同意拖雷的建议，决定避开潼关的金军主力，兵分三路，共击沐京。具体部署是：诸王斡陈那颜率东路军，由山东济南南下，进攻汗京。窝阔台亲率中路军，攻占河中府（今山西永济西），入洛阳，然后合击汴京；拖雷率西路军，借道宋境，直取唐，邓二州，也会师于作京。
  方针既定，窝阔台遂率军围攻河中府，围攻数月乃下，而后南渡黄河，进入洛阳。与此同时，拖雷率领的右路军也渡过汉水，在钩州（今河南禹县）与金军主力展开了决战。拖雷采纳了速不台的疲敌之策，以小股蒙军不时地骚扰金军，致迫使金军且行且战，无法得到休整，然后趁机集中精锐在三峰山一举歼灭了金国15万大军。
  随后，蒙古大军乘胜追击，连下金国十余州郡，兵锋直指沐京城下。拖雷见大势已定，遂于这年三月与窝阔台撤兵北还，留速不台等人继续围攻汗京。金哀宗见大势已去，于是由汴京出逃，先到了归德（今河南商丘），最后到了蔡州（今河南省汝南）。蒙古军紧随不舍，随即又将蔡州围困。
  然因军粮不济，遂向宋朝求援。宋理宗派遣大将孟拱率精兵二万，运粮30万石，支援蒙古。经过激战，宋蒙联军攻克蔡州，哀宗传位于完颜承麟，自杀而亡。完颜承麟旋即被杀，金国遂亡。金国灭亡后，窝阔台却没有按照当初的约定将河南之地归还南宋。这引起了宋人的不满，一些大臣建议理宗乘蒙古主力北还，河南空虚之际，收复三京(西京洛阳、东京沐京、南京归德>。
  理宗于是命令庐州知州全子才率军进攻汴京。汴京守将李伯渊杀死蒙古所设置的长官崔立出降。窝阔台大怒，在哈剌和林(今额尔德尼召南）举行诸王大会，决定南下伐宋。蒙军在阔出、塔察儿等人的率领下，一路南下，侵占了南宋很多的地区。然而，这一时期蒙古并没有灭亡南宋的打算，只想掠夺财物，再加上南宋各地军民的顽强抗击，因此南宋许多地区都失而复得，宋蒙之间虽然互有攻防，但还没有灭国大战的阶段。
  窝阔台在决定南下攻宋的同时，决定西征。1235年，窝阔台在哈剌和林举行库里台大会，会上决定派遣以各宗室、那颜长子为主的西征军15万人，征讨钦察、斡罗思等未服的诸国。术赤的长子拔都、察合台的长子拜答儿、窝阔台的长子贵由、拖雷长子蒙哥都参加了这次战争。
  1236年，速不台率领先锋军攻克不里阿耳都城，杀掠之后，焚毁了这座城市。是年冬，蒙哥进军伏尔加河下游的钦察部，一首领忽鲁速蛮投降，另一名首领八赤蛮坚决不降，后经过激战，被蒙哥俘获，处死。1237年秋，拔都等诸王召开库里台大会，决定共同进兵征讨斡罗思。
  十二月，拔都等诸王率军渡过伏尔加河，要求也烈赞人交出十分之一的财富，被拒，于是蒙古大军发动猛攻，经过五天激战，攻克也烈赞城，然后屠城，并将该城焚毁。1238年，蒙军在一个月内连破科罗木纳、罗斯托夫、莫斯科等10余城，并围攻斡罗斯弗拉基米尔大公国都城，猛攻五日后城破。
  斡罗斯大公弃城逃跑，随后被蒙军斩杀。经过一段时间休整之后，蒙古军队继续南进，先后攻克蔑怯思、列思老勒、契尔尼果夫等城。薛儿克思部国王被杀，钦察部国主忽滩汗，率领余部逃亡马札儿（今匈牙利）。太宗十二年秋，拔都亲率大军围攻斡罗斯乞瓦城(今乌克兰基辅城)，城破后进行了大屠杀。
  随后，蒙古军继续西进，攻取伽里赤公国都城弗拉基米會、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。国王丹尼尔逃往马札儿。太宗十三年春，蒙古大军已追击逃敌为名，兵分两路，一路由拔都、速不台率领，进攻马札儿；另一路由察合台之子拜答儿率领，进攻孛烈儿（今波兰）。
  孛烈儿此时国内混战连连，拜答儿趁势率军摧毁孛烈儿军队，一举占领了孛烈儿都城克拉克夫(今波兰南部克拉科夫城)，将它焚毁，然后乘筏渡过奥得河，进攻孛烈儿属国西里西亚。西里西亚国王亨利二世集结波兰、日尔曼、条顿骑士团共3万军队分兵五路抵抗蒙军。蒙军也兵分五路迎击，五路皆胜，亨利二世被杀。
  随后，拜答儿率军南下，进入马札儿与拔都等人汇合。拔都、速不台所率大军攻入马札儿后，一路推进，很快就抵达其都城佩斯（今布达佩斯）。马札儿国王贝拉四世在集结军队与蒙军决战后，失败后逃往奥地利。蒙军攻入佩斯城，尽杀居民，然后将城焚毁。同年十二月，拔都率军从冰封的多瑙河上度过，占领了格兰城。
  没过多久，窝阔台死讯传来，拔都乃率军东还。