成吉思汗在位时期虽然没有彻底灭掉金朝，却也给儿孙留下了足够的基业，有了这足以灭掉金朝的庞大势力和成吉思汗生前就规划好的灭金战略，窝阔台很快就整合部队，对金朝展开了一系列的军事行动。
蒙古兴起之际，曾对契丹人百般笼络。这不仅因为蒙古和契丹有着共同的族源，而且契丹人建立的辽朝是被金朝灭亡的，契丹人如移剌涅儿、石抹也先（“石抹”即辽姓“萧”入金后的改写）等把成吉思汗起兵看作是为辽国复仇的大好时机，因此纷纷与蒙古人合作。成吉思汗十年（1215年），蒙古军攻占燕京，成吉思汗得知耶律楚材才华横溢、满腹经纶，遂派人向他询问治国大计。据格鲁塞《草原帝国》记载：“占领北京后，在愿意支持蒙古统治的俘虏中，成吉思汗选中一位契丹族王子耶律楚材，他以‘身长八尺，美髯宏声’博得成吉思汗的喜爱，被任命为辅臣。但当成吉思汗把为辽复仇的想法告知于耶律楚材时，他却回答说，自己祖父三代都已经归顺金朝，成为金朝的臣子，“既为臣子，岂敢复怀二心，雠（chóu）君父耶”！成吉思汗最不能容忍的就是部下背叛自己，因此听完耶律楚材的话，对他更加敬重。由于耶律楚材“身长八尺，美髯宏声”，被成吉思汗称为“吾图撒合里”，即“长髯人”之意。
在随成吉思汗西征期间，耶律楚材常常游历各地，并撰写了一部名为《西游录》的著作，主要是介绍耶律楚材在西域的所见所闻。不过此书在国内长期流传的只是残本，直到上世纪日本学者神田喜一郎（神田信畅，1897—1984）在宫内厅和内阁文库发现了《西游录》的全本。我们才发现，原来此书写作的目的是为了长春真人丘处机。
1220年，丘处机受成吉思汗之召，携十八位弟子从胶东半岛出发，西行到达大雪山（今兴都库什山）八鲁湾行宫觐见成吉思汗。一路见闻，由他的弟子李志常（1193—1256）编撰成《长春真人西游记》一书。由于成吉思汗属马，丘处机属龙，这次见面被称为“龙马相会”，成吉思汗尊称丘处机为“神仙”，并向他询问治国养生之道。两人间的对话，被耶律楚材记录下来，编为《玄风庆会录》。由于丘处机年长楚材许多，耶律楚材对他十分敬重，两人关系一度非常融洽，引为忘年之交。
但是，丘处机回到中原以后的所作所为，却引起了耶律楚材的严重不满，最终导致二人反目成仇。1223年，丘处机辞别成吉思汗回到中原，得到成吉思汗诏书，豁免全真道赋役，受到特别保护。但由于耶律楚材信佛，他认为大汗的旨意是要丘处机一视同仁地保护天下各种宗教，并非像丘处机那样利用诏书扩大全真道的影响，借此把佛寺改为道观。耶律楚材为此还专门罗列他对丘处机的“十不许”。其中前5条都是关于丘处机个人学行与道德品质方面的问题，第6—9条则集中讨论丘处机崇道斥佛的不端行为。第10条则更有意思。耶律楚材指责丘处机去世时，“据厕而终”，而门人弟子却百般掩饰，故作说辞，以为祈福。
窝阔台执政以后，命人严守成吉思汗所制定的法令，对于成吉思汗死后的犯罪者一律降恩赦免，以后的犯罪仍依法惩处。当时礼仪典章都很简率，窝阔台重用耶律楚材等人进一步健全了蒙古的法律制度和政治制度。当时近臣别迭等认为：“得了汉人也没有什么用处，不如全部驱杀，使中原草木茂盛，成为牧地，也好放牧牛羊。”楚材劝告窝阔台说：“在这样广大富饶的地方，什么东西求不到？怎么能说没有用呢？”他建议在中原地区维持原来的农业手工业生产，征收地税、商税以及酒醋盐铁等税。窝阔台同意他试行。1230年耶律楚材奏立10路课税所，正副使都委派儒生担任。他并奏准军、民、财分职，长吏专理民事，万户府总军政，课税所掌钱谷，各不相统摄。这些都遭到蒙古权贵和汉人王侯的强烈反对，但课税所还是坚持了赋税的征收。第二年秋天，窝阔台到西京（今大同），楚材已将征收到的银、币和米谷簿籍陈放在大汗面前，一共是银50万两，绢八万匹。粟40万石。窝阔台大喜，赞叹道：“你的本事真大，不知道南国是否还有你这样的人材！”当天将中书省印授给楚材，让他负责黄河以北的政事。
1230年，窝阔台与拖雷的大军渡过了大漠，朝着金朝的方向开进，在一路开进后，双方兵合一处，直接将陕西凤翔地区攻打下来。1231年春，蒙古大军将金的部队打得节节败退，金朝放弃京兆地区的大片领地，向后撤退，并依据险要的地势，准备进行防守。三峰山大会战，金朝35万大军被蒙古人杀得片甲不留，蒙古人长驱直入，金朝大将完颜合达战死在钧州。金朝皇帝知道已经无力回天，只能带着手下心腹和部队连忙出逃，放弃了这里。金朝一些手握兵权的重臣似乎也看出大势所趋，镇守汴京的一些金朝大将纷纷投降。在金朝皇帝逃奔到蔡州时，蒙古人的进攻紧随而至。蒙古人对当时的南宋提出要求，让他们协助自己攻打金的残余势力。南宋朝廷巴不得金赶紧灭亡，自然不愿意放弃这个好机会，他们派出士兵的同时，还向蒙古大军提供了大量的粮食。金朝皇帝避难的地方不久就被蒙古人攻破，这位金朝的末代皇帝自缢身亡，金朝也随着这位金哀宗的死画上了句号。
灭金之后，蒙古军队北还休整。南宋没有坚持要求蒙古兑现以河南地归宋的诺言，却同意以陈、蔡西北地属蒙古。还企图乘机出兵收复三京（西京洛阳、东京开封、南京归德）与河南其他地方。恰在这时，窝阔台在蒙古诸王大会上已决定大举南侵。塔察儿率军将不堪一击的宋军击溃，迅速收复了洛阳、汴京。窝阔台派使者指责宋朝发兵入洛，宋朝只得屈辱求全，寄望于议和。
