1206年，鐵木真尊號「成吉思汗」後，除了確立制度，推行各項安內措施外，更不斷擴張勢力，先後對鄰國（金國、西夏）發動戰爭，又西征中亞花剌子模國，為日後建立元朝及擴張蒙古帝國版圖，打下了堅實基礎。

聯宋滅金

十二至十三世紀，由女真族建立的金國是統治華北一帶的強國。在成吉思汗向金國開戰以前，金國一直是蒙古的宗主國，金人長期欺壓和迫害蒙古人，令蒙古人十分忿恨。1211年，成吉思汗認為自己已經有足夠的力量對抗金國，於是向金國發動戰爭，向金人報復，結束了蒙、金的臣服關係。1213年，成吉思汗屯兵金國的中都（今北京）城下，金宣宗遣使求和，向蒙古人奉獻金銀、緞匹、奴僕和馬匹等，戰事因而暫時止息。次年，金遷都南京（今開封）。1215年，成吉思汗終於攻陷中都。金政權在遷往南京後，又苟延殘喘20年。到1234年，當時的蒙古大汗窩闊台聯合南宋夾擊金國，終於結束了金朝的統治。

西征中亞

1218年，成吉思汗派遣一支龐大商隊前往花剌子模（中亞信奉伊斯蘭教的國家），但商隊人員竟被花剌子模官員劫殺。於是，成吉思汗在1219年親率20萬大軍西征，向花剌子模復仇。成吉思汗先消滅西遼，掃清了西征的障礙，接着攻打花剌子模。凡抵抗蒙古軍的城市，城陷後居民都會被蒙古軍屠殺，工匠則被擄回蒙古本土。幾年間，蒙古軍擊滅了花剌子模，摧毀了許多中亞城市，兵鋒所及，南達印度河流域，西至裏海西南岸一帶。成吉思汗西征後，將新佔領的土地分封給兒子朮赤、察合台和窩闊台，而蒙古本土則按幼子保守故土的傳統習俗由拖雷繼承。

六征西夏

1083年，黨項族在今日甘肅省一帶建立了西夏國。十三世紀初，西夏與金、宋形成了相互對峙的局面。從地理位置來看，位於蒙古國南面的西夏，與金國互為犄角，令蒙古國兩面受敵。成吉思汗為免後顧之患，在攻打強敵金國以前，先後數次對西夏用兵，迫使西夏國王納貢稱臣，解除了攻金時兩線作戰的威脅。1226年，成吉思汗為了報復西夏國王拒絕出兵協助蒙古西征，於是大舉攻伐西夏。次年，西夏國王被迫投降，西夏滅亡。

成吉思汗在1227年病逝，窩闊台於1229年繼承汗位，繼續奉行成吉思汗的對外擴張政策。1234年，攻滅金國。1235年，派朮赤次子拔都率軍西征，大軍一度深入歐洲，震驚歐洲各國。拔都在這次西征得來的大片領土上建立了欽察汗國。1253年，第四任大汗蒙哥派遣弟弟旭烈兀統兵西征波斯，奠定了伊兒汗國的基礎。蒙哥汗死後，忽必烈奪取了汗位，並於1271年定國號為「元」，是為元世祖。他在1279年滅南宋，統治了全中國。包括四大汗國在內，蒙古帝國的版圖橫跨歐、亞大陸，成為當時世界上一時無兩的大帝國。