몽골군은 먼저 서쪽의 탕구트족 나라 서하를 굴복시켰고(1209), 1211년 금을 공격해 1215년 수도 중도(베이징)를 함락했다. 성을 공격하는 기술이 없던 몽골군은 항복한 중국인·이슬람 기술자를 데려와 투석기 같은 공성 무기를 갖추었다.
1218년 오트라르의 호라즘 총독이 몽골이 보낸 상인단을 죽이고, 항의하러 간 사신까지 해치자 칭기즈 칸은 서쪽 원정에 나섰다. 1219~1221년 몽골군은 부하라·사마르칸트·우르겐치 같은 큰 도시를 함락했고, 저항한 도시는 주민까지 큰 피해를 입었다. 피해 규모는 당대 기록이 과장되었다는 지적이 있지만, 지역 사회에 큰 상처를 남긴 것은 분명하다.
제베와 수부타이가 이끈 부대는 카스피해를 돌아 1223년 칼카 강에서 루스(러시아) 연합군을 물리쳤다. 칭기즈 칸은 1227년 다시 반기를 든 서하를 치다가 숨졌고, 서하는 그해 멸망했다.