金朝位于南宋和蒙古之间，金统治者灭掉北宋入据中原后，不仅残酷地奴役中原各族人民，而且还把北部蒙古纳入属国范围，实行分化、压榨和屠杀政策，蒙古族人民恨之入骨。成吉思汗决定利用本族人民这种仇恨心理，发动对金战争。
但是，当时在金的西面还有一个藩属西夏（今甘肃、宁夏一带）。为了摆脱西夏的牵制，避免两线作战，成吉思汗决定在进攻强敌金朝之前，先对西夏用兵。金大安元年（公元1209年），成吉思汗率军进攻西夏，一战而败西夏主力军队，长驱直入西夏京城中兴府（今银川市），逼迫西夏议和。这一仗，使西夏一蹶不振，在短期内不可能牵制蒙军进攻金朝，从而解除了蒙军翼侧威胁。
征服西夏后，成吉思汗加紧进行攻金的战争准备。金统治者见成吉思汗有兴兵迹象，遂于1211年春发兵攻蒙，企图先发制人，击败蒙军。成吉思汗趁机起兵迎敌，开始了灭金战争。
由于蒙古军民同仇敌忾，蒙古骑兵骁勇剽悍，成吉思汗本人又“深有大略，用兵如神”，所以对金战幕一拉开，就连败金军精锐，突破金朝“乌沙堡”防线，直逼长城脚下。1212年8月，金廷派大将纥石烈九斤率兵三十万，迎战于会和堡（今河北怀来东南），但在蒙军凶猛冲杀下一败涂地。金兵“僵尸百里”，金国精兵良将在此地丧失大半。蒙军乘胜推进，9月攻破宣德州（河北宣化）及永兴府（河北涿鹿县），其前锋铁骑猛进，从居庸关越过长城，攻占南口，进围金都城中都（今北京）。中都城防坚固，兵精粮足，金廷拼力扼守，这对以骑兵野战为特长的蒙军十分不利。于是成吉思汗决定暂时放弃中都，而将主力分为三路向中都两翼发展进攻，以寻歼金军有生力量，削弱金朝实力。以大将哲别率一部由中都东进，攻掠金朝东京（今辽阳），皇子术赤率部迂回西北，袭掠云内（呼和浩特西南）、东胜（今内蒙古托克托）等州，成吉思汗亲率主力进袭西京（今山西大同）。1213年秋，蒙军主力围攻西京，金朝元帅奥屯襄督师赴援，成吉思汗遂转移兵力迎战奥屯襄。成吉思汗将主力军队埋伏于密谷口（今河北阳高西北），尔后派出一部兵力诱敌深入。当金兵进入埋伏地域，蒙军突然跃出，奋力冲杀。奥屯襄又全军覆没。消灭金朝援军，蒙军再次回师围攻西京。在攻城作战中，成吉思汗不幸中箭受伤，只好暂时撤围退兵。第一次中都之战，蒙军重创金军主力，攻占许多边塞要地，使金朝国力顿衰，人心慌恐，为全面打败金军奠定了基础。
1214年7月，成吉思汗第二次率兵入关，再次袭略中都周围州郡，进占涿、易（河北易县）两州。金朝将中原诸路军队全部调到两京（中都和西京）一带，防卫其政治中心，造成边塞诸隘无兵可守，中原地区更为空虚。成吉思汗见此情景，决定继续采取野战歼敌的作战方针，弃两京于不顾，而将蒙军分为三路向河北、山西、山东等广大深远地区发动进攻，以进一步削弱金军力量，夺取财物壮大自己。以皇子术赤、察哈台等人率领右军从涿州出发，沿太行山南进，经保州（今河北保定）、邢州（今河北邢台）直抵卫州（今河南汲县），然后沿黄河北岸向西北卷击，大掠泽州（山西晋城）、平阳（山西临汾）、太原（山西太原）等地而回；皇弟哈撒儿等率领左军，向东挺进，连克蓟州（河北蓟县）、滦州（河北滦县）、辽西诸州，成吉思汗与皇子拖雷为中军，经雄州（今河北雄县）等地向山东一带进攻。连克济南府（今山东济南）、沂州（今山东临沂）等广大地区，其前锋直指登州（今山东蓬莱）。这次作战，蒙军像一股巨大的旋风，遍扫金国大部领土，排山倒海，势不可挡，“凡破九十余郡，所过无不惨灭”。金朝皇帝龟缩于中都，不能有所作为。
这次作战，蒙军不仅将金朝内地兵马予以重创，而且掠夺了大量的财物，掳去了许多汉族工匠，使其战斗力进一步增强。实现预定战略目标后，成吉思汗马上回师中都，扎营于北郊。诸将都主张乘胜进取中都，成吉思汗没有答应。他不马上攻中都是暂让金帝苟延残喘，以利用军事威势获取更多的利益。于是他遣人与金主议和，指出：“现在山东、河北郡县尽为我有，你能守的只有中都罢了。我今天回师于此，你还不赶快犒劳我军以平息诸将之怒吗?”金主已成惊弓之鸟，赶紧献童男童女各五百人、马匹三千予蒙军，并将金公主嫁与成吉思汗为妻。和议告成，蒙军退出居庸关。
金朝已完全被蒙军吓破了胆。蒙军撤退不久，金帝就仓皇迁都南京（今开封），仅留太子及少量兵力守卫中都。成吉思汗及时抓住有利战机，于1215年正月第三次派兵入关，袭取中都。蒙军连败金廷两路援兵，将中都置于绝境。5月，金中都守将绝望自杀，中都终于被蒙军占领。
成吉思汗在三次中都之战中，果敢指挥，机动灵活，不仅战争准备充分，而且善于捕捉战机，注意选择正确的进攻方向，充分发挥骑兵的冲击威力，坚持速决的运动战的作战方针，终于取得了重大胜利。当然，蒙古骑兵在进攻金朝时，仍保持其掳掠财物的习性，使内地生产遭到了严重破坏，给当时人民造成了苦难，这也是毋庸回避的事实。
1227年，成吉思汗再次率兵进攻西夏，因伤病复发死在军中，终年65岁。临终前，成吉思汗提出了“联宋灭金”的战略设想。他说：“金精兵在潼关（今陕西潼关），南据连山，北限大河（黄河），难以遽破。若假道于宋，宋、金世仇，必能许我，则下兵唐（今河南唐河）、邓（今河南邓县），直捣大梁。金急，必征兵潼关。然以数万之众，千里赴援，人马疲弊，虽至弗能战，破之必矣。”这一高瞻远瞩的战略设想，较集中地反映出成吉思汗的军事战略思想，体现了他注意客观形势，充分利用矛盾，善于以己之长攻敌之短的军事指挥特色。
成吉思汗死后，其子孙继续向外扩张，先后攻灭金朝和南宋，形成了横跨欧亚的大帝国。1271年，成吉思汗之孙忽必烈改国号为大元，创立了中国历史上的元朝，并追尊成吉思汗为元太祖。