蒙古高原通往西域的路分南北两条：一条是天山南路，一条是西伯利亚。成吉思汗平定漠北后，命忽必来（蒙古四獒之一）征服哈剌鲁，畏兀儿部主亦都护巴而术·阿儿忒·的斤也来朝见蒙古，天山南路遂开；命术赤（成吉思汗长子）征服斡亦剌、吉利吉思（唐代的黠戛斯）、失必儿（位于西伯利亚草原）等部，西伯利亚的路亦开。

公元年，成吉思汗派速不台（蒙古四獒之一）追击忽都（蔑儿乞部脱黑脱阿之子），哲别（蒙古四獒之一）追击古出鲁克（西辽乃蛮部太阳汗拜不花之子，又名屈出律）。速不台杀败蔑儿乞部于巴尔喀什湖（哈萨克斯坦境内），蔑儿乞部酋长霍滩逃亡钦察（位于黑海以北草原）。哲别抵达巴尔喀什湖，给予当地人宗教信仰的自由，西辽旧境的百姓全都投降于蒙古。古出鲁克逃到今新疆蒲犁县，被哲别追上，杀掉。公元年，西辽旧地全归蒙古，其疆域便与花剌子模接壤。

由于花剌子模地处中亚，是东西方贸易往来的必经之路。因此成吉思汗与花剌子模国王摩诃末保持通商。当西域商人从蒙古返回时，成吉思汗派四百多畏兀儿人随行采购西域的货物。走到锡尔河边的讹答剌城（位于哈萨克斯坦南部）时，讹答剌城城主觉得这支商队是蒙古的奸细，尽数杀掉，只有一人逃脱。成吉思汗大怒，于公元年，起兵讨伐西域。

同年六月，进兵。九月，蒙古兵逼近讹答剌城。留窝阔台（成吉思汗三子）、察合台（成吉思汗次子）攻打讹答剌城；术赤负责扫荡西北地带；诸将负责扫荡东南地带；成吉思汗和拖雷（成吉思汗四子）攻布哈拉（位于乌兹别克斯坦），布哈拉处于新都撒马尔罕和旧都玉龙杰赤（今库尼亚-乌尔根奇，位于土库曼斯坦西北部）之间，是花剌子模的腹心。用以断绝花剌子模新旧两都的交通。

公元年五月，四军会师，攻破撒马尔罕。花剌子模国王摩诃末已遁走，哲别、速不台将摩诃末追逐至里海东南隅的小岛上，同年十二月死于岛上。其子札兰丁继位，向南奔至哥疾宁（巴达克山西南，印度河东）。成吉思汗挥军攻破巴达克山（中亚古国，其控制范围位于阿富汗东北部和塔吉克斯坦东部）。拖雷攻破霍拉桑（伊朗境内，位于伊朗的东北面，土克曼斯坦的南面和阿富汗斯坦的北面），术赤、窝阔台、察合台攻破乌尔鞬赤。除术赤留驻西北外，三子皆和成吉思汗会兵。公元年十月，蒙古大军在印度河边将札兰丁追上。蒙古军四面将其围住。札兰丁从数丈的高崖上，策马跃入印度河，凫水而去。

公元年，哲别、速不台绕里海，越高加索山。钦察、阿速（位于北高加索）、撒耳柯思，多部合兵抵御蒙古。蒙古寡不敌众，又孤军深入，二将以美言“我等同类，无相害意。勿助他族”诱钦察退军。公元年冬，扫平撒耳柯思和阿速，又击败钦察。钦察酋长霍都逃到俄罗斯，求救于他的女婿。公元年夏，战于阿里吉河畔的铁儿山。俄罗斯大败，二将不复深入，仅平定康里（钦察别部）而还，哲别死于归途的路上。

公元年，窝阔台率兵三万西征，诸城望风而降。札兰丁逃入山中，被仇家所杀，花剌子模亡。公元年，以迤北诸部未服，命拔都（术赤长子）、不里（察合台长子木阿秃干的儿子）、蒙哥（宪宗）、贵由（定宗）等率兵西征。诸王、驸马，及诸千户、万户，各以长子随行，谓之“长子出征”制。以拔都为元帅，速不台为副元帅。公元年初，侵入俄罗斯，攻破莫斯科。同年十月，还兵攻破钦察，钦察酋长霍都，逃往匈牙利。公元年，贵由攻破阿速都城蔑怯思。同年冬天，再次入侵俄罗斯。年春，进攻波兰和匈牙利。三月，入匈牙利，攻陷布达佩斯。大军西进，直至意大利威尼斯，震惊欧洲。年底，窝阔台崩，蒙古兵乃还。

公元年，蒙哥命皇弟旭烈兀率郭侃等出兵西征。公元年，旭烈兀抵达西域西域，平定木剌夷。公元年，包围巴格达。次年，巴格达陷落，哈里发穆斯台绥木被杀。郭侃率军西行至麦地那，降巴儿苏丹，下其一百八十五城。复西行，至埃及，降可乃苏丹。北渡海，收服塞浦路斯，降兀都苏丹后还军，西域全纳入蒙古版图

久居贫瘠之地的蒙古高原部族，往往较之于久居沃土的西域诸国强悍。故匈奴、突厥等族，失败于东方，还能扩张于西方。然而匈奴、突厥的西侵都是不得已而为之。整合东方的势力，全力西进，始于西辽耶律大石，蒙古却更进一步；当时的西方，没有真正的强部，恰恰又遇到如日中天的蒙古，自然成功地快且大。