在大蒙古國的開國功臣中，木華黎與博爾術、博爾忽、赤老溫一起號稱四傑。他是大蒙古國的傑出統帥和謀臣。是能給成吉思汗以重大影響的少數幾個人物之一。在大蒙古國發展到元王朝的歷史進程中，木華黎經略中原是重要的一步。
1217年8月，成吉思汗封木華黎爲太師、國王、都行省承製行事，賜誓券、黃金印。這裏黃金印上面刻的太行以北，騰朕自經營，太行以南，卿其勉之。又把九遊白旗交付給他，並對諸將說：木華黎樹起這面旗幟，發號施令，如同我親臨一般。
當成吉思汗西征時，木華黎就全力經略中原。成吉思汗西征帶走了蒙古軍的主力，木華黎分得的蒙古軍僅1。3萬騎，此外有契丹人、女真人和漢人組成的軍隊約7。7萬人。由於戰事的需要，木華黎從蒙古軍中抽出一部分人，加上汪古等部的軍隊，另行編組了探馬赤軍，充當前鋒，當木華黎受命爲國王時，他麾下的軍隊共約10萬餘人，控制着燕京、西京（今大同）及其以北地方。
木華黎受命以後，當即在燕京、西京設置行省，向這兩個地方以南的河北、山東、山西各地發動進攻。到1221年夏，他的軍隊已經攻下黃河以北的絕大部分地方。這年秋冬之際，他開始部署進兵秦隴。1222年10月，進佔河中（治所河東，今屬山西永濟），建河東南北路陝右關西行臺。接着，渡河攻下蒲城，一軍進擊長安，又一軍進擊鳳翔，但未能成功。1223年3月，木華黎渡河東返至聞喜縣（今屬山西），病重而亡。臨死前，他對弟帶孫說：我協助國家建樹大業，東征西討達40年，沒有什麼遺恨，只是恨汴京還沒有攻下！他死後，他的兒子李魯襲爲國王，繼承他的未竟事業。
木華黎雖然沒有攻克汴京，滅亡金國，但是他已爲蒙古統治中原打下了基礎。他在1217年以後的軍事行動中改變屠殺搶掠和佔而復撤的做法，力圖長期佔領和統治中原地區。爲此，他注意召民耕種，恢復農業生產，並大力收附漢族地主武裝勢力。
蒙古開始伐金以後，鐵騎所到之處，殺掠十分嚴重，撤軍時，金帛、子女、牛羊馬畜，統統席捲一空，屋廬焚燬，城郭丘墟。敗逃的金兵也大肆搶掠，殘害百姓。兵荒馬亂之際，盜賊蜂起，又不斷騷擾地方。這樣，黃河以北的廣大地區處於蕩然無統的局面之下。現在，木華黎再次揮師南下，雖然難免還有殺掠，但變化也是明顯的。如1218年9月蒙古軍攻下太原，不嗜戕殺，恣民耕稼，鎮守在這裏的將領，修葺城市，讓市肆照常進行。1220年，漢族大將史天倪進言：如今中原一帶地方大致攻下了，但我們的軍隊經過一個地方還要搶掠，這不符合王者弔民伐罪的意思。國王要爲天下除暴，不能繼續這樣做了。木華黎聽從了這個意見，下令禁止擄掠，凡擄獲的老人幼童，都遣返鄉里，敢有剽虜者，以軍法從事。從此，他的麾下建立了禁止剽掠的新紀律，軍中肅然，吏民大悅。
蒙古攻金以後，特別是1214年金遷都南京（汴京，今開封）以後，黃河以北地區，金不能有效地控制，蒙古也未牢固佔據。在混亂之際，留守的金朝官將或地方豪強紛紛成爲各佔一方的武裝割據勢力。木華黎原來在長城以北就收附了一批契丹、女真、漢人的地方武裝首領，其中史天倪、石天應等成了自己得力的部將。木華黎再次揮師南下時，就更加註意各地漢族的武裝勢力。他手中的10萬軍隊只能駐在戰略要地和用於大的戰役行動，不能分散到廣袤幾千裏的戰線上去，他缺乏爲了建立長久的統治而必需的大量的治理人才。於是採取了招集豪傑，勘定未下城邑的做法。凡是歸降的漢族地主武裝首領，一概讓他們依舊管轄原有的地盤。如是金方官將，或者維持原職，或者授以更高職位，如是平民，按勢力大小授以新職。在蒙強金弱的形勢下，越來越多的漢人地主武裝首領歸向木華黎。其中，如燕南張柔、山東嚴實等人的歸附都對大局有重大影響。
在木華黎的進攻下，金的州縣機構普遍瓦解。1218年平陽（治所臨汾，今屬山西）失守後，金在黃河以北不能再置統一的軍政機構。金廷也採取向地方官將和豪強授以高銜，支持他們統衆守士、各保一方和恢復失地的政策。1220年2月，金帝進一步封九個地方首領爲公，九公都兼宣撫使，並明確詔示：除已劃定所管州縣外，如能收復鄰近州縣，也令管屬。但是這些受金冊封的公實力有限，互相又不統攝，所以在同蒙古方面周旋一陣以後，不是向蒙古投降，就是被蒙古執殺，或者逃奔河南，或者退守一隅，最後還是不免被消滅的命運。九公之中，武仙最爲強盛。武仙所據的真定一帶是蒙金雙方反覆爭奪的`地方。1220年8月武仙以真定降於蒙古，但1225年又投向金國，在蒙古軍隊討伐下，只好逃奔汴京。
木華黎依靠強大的軍事力量和漢族地主比較願意接受的政策使一大批漢族地主武裝勢力倒向了自己，並逐漸消滅了投靠金方的地主武裝。在他死後，他的這些做法也爲他的後繼者所承襲。這樣，蒙古對中原地區的佔領就開始穩定下來了，蒙古貴族與漢族地主對中原地區的聯合統治也開始建立起來了。
平定大理國後，蒙古積極準備攻打南宋，令蒙哥汗苦惱的是首都和林離中原太遠，不利於指揮。忽必烈建議他遷都，並替他在醒州灤水的臥龍山，即今內蒙多倫縣北方一帶，修建了一座豪華的宮殿。蒙哥汗巡視後極爲滿意。這裏不僅氣候宜人，而且山水如畫，不久就正式成爲新都。
有一次，蒙哥汗召開最高軍事會議，商議怎樣伐宋。之後，蒙哥汗制定了三條路線：第一路是由兀良合臺率留在大理的蒙古軍自南向北打；第二路由塔察兒將軍帶領5萬騎兵東下直抵江淮；蒙哥汗率第三路軍轉過關中，殺進四川，順江與第二路軍和兀良合臺於襄陽城至長沙一線會師，再攻搗南宋京城臨安。
蒙哥汗指揮第三路軍經六盤山、大散關等地打進了四川，關中的蒙古將領紐林等人在他到來之前基本把障礙掃清了，所以第三路軍入川很順利，很快便打到合州城下。合州守軍王堅治軍嚴謹，布兵有方。一次次地擊退蒙古人的攻擊。紐林只好向蒙哥汗報告道：大汗，南宋合州守將叫王堅，此人很不簡單，善於用兵，武功也很過硬，我們的先頭部隊被他打得損失慘重。有這樣的事！蒙哥汗吃了一驚，他知道部將從不謊報軍情，便指揮人馬撲向合州。
蒙軍如浪，氣勢驚天動地，合州王堅卻毫無懼色，仍仔細觀察着。
攻城！蒙哥汗下令攻打城池。千萬軍兵頓時吶喊着涌向合州。
王堅見敵人架長梯登上來了，果斷地命令：潑水！他話音一落，數十名宋軍提着木桶來到垛口，將冒着熱氣的滾燙開水照攀城的蒙古兵當頭潑下。蒙古兵被燙得怪叫連天，跌下城去，水花激濺，蒙古兵紛紛抱頭鼠竄，一時間相互擁擠，顯得非常混亂。
繼續衝鋒！蒙哥汗見狀大怒，厲聲斥責。紐林急忙帶隊猛衝，後殺上去的蒙古兵都用硬牛皮甲頂在頭部處，以防開水。誰知宋軍不倒開水了，扔下滾木雷石，又砸死許多蒙古兵。第二次衝鋒失敗。蒙哥汗雙眼噴火，令紐林第三次再衝，紐林硬着頭皮再次攻城，結果宋軍開弓放箭，他肩膀中了一箭，狼狽不堪地敗退回來。蒙哥汗見此刻軍無鬥志，只好暫且收兵，不料當晚王堅偷營劫寨，一把火燒了許多營帳，蒙哥汗被迫後撤十里地，雙方形成對峙。
整個四川都拿下來了，小小的一個合州竟如此難攻，看來大宋國確實有能人。蒙哥汗思索半晌，忽然想到南宋有個投降來的，叫晉國寶，據說此人是王堅的同窗好友，傳來一問果然如此。他道：你帶使者去合州遊說王堅投降，只要他肯交出合州，本汗給他的官職決不會是個州郡守將，你即刻起程吧。當晚晉國寶前往宋營勸降了。蒙哥汗心中無底，也不知王堅能否聽晉國寶的話，整夜沒眠。
次日清晨那隨去的使者捂着腦袋，連滾帶爬的逃回來了。他對蒙哥汗哭訴道：大汗，晉國寶已被王堅殺了，人頭掛在城上示衆。王堅將我兩隻耳朵割掉，讓我回營轉告大汗，說他王堅生是大宋人，死爲大宋鬼，決不賣國求榮，背信棄義，蒙古大軍要想進入合州，必須以血相換，請大汗責罪臣無能。
蒙哥汗聽罷，拍案而起，咆哮道：以血相換，以血相換！王堅，本汗誓要踏平合州城！蒙古大軍即日發動強攻。但無論是怎樣拼命攻打，合州宛若泰山，紋絲不動。在王堅的指揮下，合州軍民團結一致，粉碎了蒙古軍的多次進攻，使超過宋軍兵力20倍的無敵蒙師整整六個月未能前進半步，當然，宋軍的損失也是巨大的。
蒙古第一路軍進展比較快，南宋長沙失守，而第二路軍在河南大勝關則被宋軍卡住，邊界主帥塔察兒也戰死了。蒙哥汗只好叫忽必烈去統領二路軍南下，他自己接着攻打台州。
數次強攻失利後，蒙哥不顧衆勸阻，揮旗親自率兵攻城，結果被打得大敗。王堅在城頭見千軍萬馬之中一羣扈從圍着個光膀子的男人指揮兵卒反撲，他心頭一震，難道此人就是蒙古大汗蒙哥！王堅命令開城門出戰，趁蒙古軍敗退之時，打算活擒蒙哥。宋軍一衝殺，情勢更亂，竟不知從哪飛來塊石頭，正巧砸在蒙哥汗腦袋上，他當即摔落馬下。
蒙哥汗被搶回大營，次日就因傷勢過重而死。消息傳來，合州城內一片歡騰慶賀。
拋開民族間爭戰的恩怨來看蒙哥汗，應當說他是一位儉樸聰明的蒙古大汗。蒙哥汗精通天文星相占卜術，阿拉伯天文、歷算，並且嫺熟於蒙、漢、阿拉伯語。在他的主持下，1258年在帖必力思城南馬拉蓋開始興建規模宏大的天文臺，次年建成，蒙哥汗所派的科學家在這裏傳播東方天文，數學知識，並把西方科學傳到東方去。在這科學中心，科學家徒昔主持編寫了《伊利汗天文表》，其中以專章介紹了中國推步之術。可惜，一場不義的戰場奪去蒙哥汗正在英年的生命。
