公元1227年8月，成吉思汗在击灭西夏后死于六盘山，其后继承汗位的是窝阔台。遵循成吉思汗的遗训，窝阔台继续西征欧洲诸国，并且负责统帅西征的蒙古军队，该军队的将领正是成吉思汗的孙子拔都。
公元1236年秋，拔都率军抵达窝勒迦河下游草原地带。拔都根据侦获的情报，决定先进击布里阿耳部，然后席卷整个斡罗思。蒙军速不台部首先发动攻击，势如狂飚，迅速击败布里阿耳部，迫其纳款请降。接着，拔都命蒙哥进击奇卜察克部，亦大获全胜。窝勒迦河沿岸斡罗思诸部，皆为之震慑，向蒙军请降，整个里海及高加索山以北相继落入蒙军手中。公元1237年12月，蒙军进迫物拉的米儿国，破其勒也赞、克罗姆纳二城，并由此向北进迫莫斯科，一举将其攻占。然后，蒙军东趋该国首都物拉的米儿城，次年2月将其攻破。不久，拔都分兵进取郭尔在斯科，遭到该国国王瓦西里的抗击，拔都闻讯大怒，命哈丹、不里二将前去助攻，两个月后将郭尔在斯科占领。蒙军继续向窝勒迦河、顿河下游前进，于秋天再败奇卜察克，迫其余众逃往匈牙利。
至公元1239年初，蒙军已将斡罗思东南诸部全部讨平。拔都休兵数月，又率军进向斡罗思南部最大的城市乞瓦。12月初，蒙军攻破乞瓦，城民死者如麻。蒙军由此进至加里西亚，达尼尔亦逃往匈牙利。至此，斡罗思全境均为蒙军所控制。蒙军又准备对波兰和匈牙利发动进攻。公元1241年1月，拔都先遣一部兵进入波兰境内，在吕不邻、森的米儿、克拉克等地大肆抢掠。这年3月，蒙将贝达尔所率的右翼军突入波兰克拉克和森的米儿，迫使波兰军溃逃。贝达尔进而攻取拉迪贝尔。沿奥得河西北行，至西里西亚都城布累斯劳。然后向西挺进，至里格尼志城。西里西亚大公亨利二世，集结日尔曼、波兰、波希米亚三国军队共3万余人，组成联军迎战，4月蒙军与联军在里格尼志城下大战，联军全部覆没。贝达尔未夺取里格尼志城，而向匈牙利与主力军会合。
这时，拔都亲率的主力军已侵人匈牙利。不料布达佩斯城内突然发生动乱，某些将领率军脱离国王别刺，奔向保加利亚。拔都与速不台会合后，乘机发动攻势，在赛音河畔全歼匈牙利军。蒙军入布达佩斯城，焚城离去。蒙将哈丹所率的左翼军，此时亦攻克鲁丹城，完成对匈牙利全境的占领。次年4月，正当拔都准备在欧洲展开新的攻势时，窝阔台汗驾崩的消息传来。窝阔台汗的子侄几乎皆在西征军中，必须回归本土参加拥立新汗的大会，拔都于是下令全军东返。历时6年的拔都西征，至此结束。两年后，蒙古公推窝阔台汗长子贵由为新汗。拔都对他素来瞧不起，因此于归国途中返回窝勒迦河流域建立钦察汗国，自为可汗。贵由在位仅3年，即因病身亡，拔都遂拥立拖雷长子蒙哥为新汗。蒙哥即汗位后，决心为其弟弟忽必烈、旭烈兀亦开藩建汗，下诏再次西征。
公元1252年7月，蒙哥汗任命旭烈兀为统帅，准备西征。旭烈兀派乃蛮人怯的不花率2万人先期出发，次年自率数万大军西进。夏天，烈兀先平定士耳其斯坦。公元1256年正月，听说旭烈兀的大军渡过阿母河，罗耳、伊拉克、呼拉商、亚赛尔拜然、乔治亚诸国国王均来犒师。这时，怯的不花所率的先锋已与木刺夷军交锋多年，攻夺数城，先后歼灭木刺夷军5万人。然后遣使赴麦门底斯城劝木刺夷国王鲁克赖丁投降。鲁克赖丁向蒙军洽降。旭烈兀认为鲁克赖丁缺乏诚意，下令对麦门底斯城发动猛攻，鲁克赖丁即被迫出降。
公元1257年9月，旭烈兀遂率军向巴格达疾进。先击破里夜大食军逆袭，然后对巴格达完成合围。木思塔辛知道难与蒙军较量，被追出降。此后，旭烈兀又西行千里，进至天方，攻下18座城池，大肆蹂躏巴尔苏丹、叙利亚、富浪等巴尔干半岛及地中海沿岸国家。公元1259年冬，当旭烈兀进至亚洲西南端欲进攻埃及时，突然得到蒙哥汗去世消息，乃命怯的不花驻守叙利亚，大军立即东归。乘蒙哥汗死，忽必烈继承汗位，是为元世祖。将旭烈兀所征服之地建为伊儿汗国封其为可汗，统治波斯与小亚细亚的地方。此时蒙古相继建立了伊儿汗国、钦察汗国、窝阔台汗国和察合台汗国，合称四大汗国。