古军顺利攻陷京兆府。
这一年秋天，窝阔台亲征，领兵进入陕西，拖雷、蒙哥也跟着一起。他们一路势如破竹，攻克天成等堡，渡过黄河攻打凤翔。在卫州，蒙古军和金军又打了一场硬仗，窝阔台派塔思前去支援，结果塔思失利，辎重人口都失陷了。窝阔台很生气，后果很严重，他把塔思狠狠地批评了一顿。不过，他也知道塔思是个有能力的将领，就给了他一个戴罪立功的机会。
1231年五月，窝阔台在九十九泉避暑，召集群臣商议灭金计策。这时候，一个叫李昌国的人进言，说宝鸡已经攻克，金人再无天险可守，拖雷听了觉得很有道理，就向窝阔台进言。窝阔台一听，觉得这主意不错，于是就下令兵分三路，从宋朝境内借道进攻。这一招有点像三国时期的邓艾偷渡阴平，出其不意。
九月，蒙古军兵分三路出发。中路军在窝阔台的带领下，直指河中府；右路军由拖雷率领，经凤翔南下；左路军则从其他方向配合。同年十二月，蒙军攻克河中府，在邓州还缴获了金军蒲阿、合达大军的辎重。这一战，让金军元气大伤。
1232年正月，窝阔台从白坡渡黄河，拖雷渡过汉江后遣使来报，大军向郑州进发。金防城提控马伯坚一看形势不妙，赶紧投降，蒙古军顺利占领郑州。窝阔台很高兴，赐予马伯坚金符，让他继续守城。正月十五、十六，天降大雪，蒙古军与金军在钧州三峰山交战。这一战堪称经典，蒙古军以少胜多，金方蒲阿、完颜合达、完颜陈和尚、杨沃洐等大将战死，金军主力几乎消耗殆尽。这就好比一场篮球赛，蒙古队在落后的情况下，凭借着出色的战术和顽强的斗志，实现了大逆转，把金军打得找不着北。
三峰山战役之后，蒙古军乘胜追击，连续攻克金军陕西、河南数十个城池。二月，蒙古军继续进攻。三月，蒙古大将速不台围攻南京，金朝不断遣使求和，还送来了曹王完颜讹可作人质。但蒙古军可没那么好糊弄，他们继续进攻。汴京军民也很顽强，与蒙古军死战。这时候，汴京就像一个被围困的孤岛，外面是汹涌的潮水，随时都有可能被淹没。
八月，金朝参政完颜思烈、恒山公武仙救援南京。九月，拖雷身亡，这对窝阔台来说是个沉重的打击。但战争还在继续，汴京因为久无救援，城内弹尽粮绝，瘟疫横行，金军守城艰难。十二月，金主完颜守续离开汴京出逃。留守汴京的西面元帅崔立发动兵变，汴京失守。
1233年六月，蒙古军攻破洛阳，此时完颜守续在蔡州就食。完颜守续迁蔡后，蒙古与南宋达成协议，南宋与蒙古一同出兵攻蔡州。同年十二月，蒙古军攻破蔡州外城。次年正月，金主将王位传给宗室子完颜承麟，五天后蒙古军入城，完颜守续自尽而死，蒙军俘获完颜承麟将其诛杀，金朝就此灭亡。这一战，标志着蒙古帝国在中原地区的势力得到了极大的扩张，也为后来元朝的建立奠定了基础。
遣师攻宋
金朝灭亡之后，蒙古军队占据了金朝的河南故地。但南宋这边却不安分了，宋理宗觉得这是个收复失地的好机会，于是在1234年主动发动北伐，史称“端平入洛”。宋军先是进入东京，原金朝东京行省李伯渊投降。接着，宋将赵葵和全子才商议西去洛阳，赵葵不听全子才的劝阻，以徐敏子为前锋，杨义军为后援。等徐敏子到了洛阳，发现蒙军已经撤出，洛阳随即被宋军占领。但好景不长，杨义军行至洛阳附近，被蒙古将领塔察儿围攻，徐敏子被困洛阳城内，宋军败局已定。赵葵、全子才等人也被蒙古军围困，蒙古军还掘开黄河，宋军死伤严重。八月初，南宋北伐彻底失败。这一战，南宋不仅没占到便宜，还让蒙古找到了大举进攻南宋的借口。
1235年春，窝阔台发动大规模对外战争。宗王拔都、皇子贵