Ở phía tây, để lập tuyến đường thông sang phương tây, ngay từ năm 1209-1210 Mông Cổ đã buộc người Úy Ngột Nhi tại đông bộ Tân Cương và người Cáp Lạt Lỗ tại thung lũng sông Y Lê quy thuận. Trong khi Kim thiên đô và tiến đến diệt vong, Khwarezm dưới quyền Muhammad II quật khởi tại Trung Á, đại thần địa phương của nước này tại Otrar là Inalchuq hai lần đồ sát thương đội Mông Cổ đồng thời làm nhục sứ thần Mông Cổ, Thành Cát Tư Hãn bèn quyết tâm phát động Tây chinh lần thứ nhất. Năm 1218, tướng Mông Cổ là Triết Biệt giết Hoàng đế Tây Liêu Khuất Xuất Luật, công chiếm khu vực Tarim. Tháng 6 năm sau Thành Cát Tư Hãn đích thân đem quân chủ lực Mông Cổ gồm 10 vạn người Tây chinh Khwarezm. Muhammad II không kháng cự lại nổi quân Mông Cổ, lo sợ nên đào thoát, quân Mông Cổ đồ sát các thành trấn, và đến năm 1221 thì Khwarezm diệt vong. Thành Cát Tư Hãn mệnh Tốc Bất Đài và Triết Biệt truy sát Muhammad II, Muhammad II cuối cùng mất tại biển Caspia. Con trai của Muhammad II là Jalal ad-Din anh dũng kháng địch trong trận Parwan, song cuối cùng phải đào thoát đến Ấn Độ, năm 1224 phục quốc tại Tabriz. Năm 1230, Jalal ad-Din bị tướng quân Mông Cổ Xước Nhi Mã Hãn công diệt. Tốc Bất Đài và Triết Biệt cuối cùng vào năm 1222 cùng Tát Mã Nhĩ Hãn xuất phát đi qua bắc bộ cao nguyên Iran, tiến công các quốc gia Nam Kavkaz rồi vượt dãy Kavkaz đến Khâm Sát (Kipchak, miền nam Nga), trong khoảng thời gian đó công chiếm không ít quốc gia. Trong trận sông Kalka năm 1223 tại lãnh thổ nay thuộc Ukraina, quân Mông Cổ đánh tan liên quân các quốc gia Rus Kiev và Khâm Sát, đồng thời tiến quân theo hướng tây đến sông Dnister thuộc miền tây Ukraina ngày nay, sau chuyển sang vây đánh Kiev, rồi trở về phía đông. Tháng 9 năm 1223, quân Mông đang tiến công Volga Bulgaria tại trung thượng du sông Volga thì vượt sông về Trung Á. Thành Cát Tư Hãn đem lãnh thổ mới mở rộng phân phong cấp cho trưởng tử Truật Xích, thứ tử Sát Hợp Đài và tam tử Oa Khoát Đài, tứ tử Đà Lôi lĩnh Mông Cổ bản thổ, Oa Khoát Đài trở thành người kế thừa đại hãn. Năm 1225, sau khi Mông Cổ hồi quân, do Tây Hạ không phối hợp Tây chinh, Thành Cát Tư Hãn suất quân nhằm tiêu diệt Tây Hạ. Năm 1227, Thành Cát Tư Hãn bệnh mất, Đà Lôi giám quốc.。
Ở phía tây, để lập tuyến đường thông sang phương tây, ngay từ năm 1209-1210 Mông Cổ đã buộc người Úy Ngột Nhi tại đông bộ Tân Cương và người Cáp Lạt Lỗ tại thung lũng sông Y Lê quy thuận. Năm 1230, Jalal ad-Din bị tướng quân Mông Cổ Xước Nhi Mã Hãn công diệt.