蒙古军入山东，前同红袄军一起降宋的武装地主严实以所据彰德、大名、磁、沼、恩、博、滑等州三十万户迎降，并助木华黎攻取曹、濮、单等州，大大加强了蒙古对河北、山东地区的控制力量。
十六年（金兴定五年，1221），木华黎再人山、陕，石天应、史天祥和西夏兵五万从，他们入葭州（今陕西佳县），嘲绥德（今属陕西省），进逼延安，设伏大败金知延安府事完颜合达，徇洛州，克鄜州（今陕西富县）、坊州（今陕西蚓陵），又东渡黄河，再取隰州。
十七年（金元光元年，1222），再下太原、平阳，取河中（今山西永济）。皆设寓置守。木华黎再次渡河而西，取同州（今陕西大荔）。下蒲城，径趋延安。金京兆行省完颜合达拥兵二十万固守；攻之不下，遂分麾下兵屯守。另遣兵断潼关，击风翔，又不下，乃驻兵渭水南，徇凤州（今陕西凤县，）后渡河东还。十八年（金元光二年1223）三月，木华黎死于河东闻喜（今属山西），其子孛鲁袭职。十二月，金宣宗死，哀宗完颜守绪即位。
孛鲁于元太祖十九年（金哀宗正大元年，1224）攻克银州（今陕西米脂西北），命蒙古将领驻守要害。当蒙古军主力进攻山、陕之际。河北东西、两路的局势又发生了变化。二十年（金正大二年，1225）武仙杀都元帅史天倪，叛蒙归金；降宋的红袄军首领彭义斌，受宋官任大名路总管，占据了严实控制的大部分地区。四月，围严实于东平。城中食尽，严实被迫与之约和。彭义斌又西向与武仙联兵取真定。史天倪之弟史天泽袭都元帅职，与蒙古军将领肖乃台合兵反攻真定。严实也暗结蒙古孛里海军合击彭义斌。彭义斌被俘，武仙败走，真定复为蒙古势力所据，严实所失州县尽复。至此，金山东、西路，河北东、西路，河东南、北路基本上为蒙古军和降蒙的汉人武装地主所控制，山东东路则为降宋的红袄军首领李全的势力。
二十一年（金正大三年，1226），木华黎弟带孙统蒙古军与严实的汉军围李全于益都，孛鲁也领兵入齐，遣人招降李全。第二年夏，李全城中食尽，出降，山东东路尽入蒙古。
这一时期，木华黎、孛鲁所统蒙古军约二万人，在河北、山东陕三线作战，兵力显然不敷分派。河北东、西路和山东西路主要依靠武装地主史天倪兄弟、严实父子和董俊父子的兵力。金朝也只在陕西由行省完颜合达的兵力支撑局面，河东、河北诸路则不得不依靠武装地主武仙等九公与蒙古势力抗衡。故这一阶段蒙金战争特点是投靠金蒙双方的汉人武装地主间的对抗。其间，太原，真定，平阳、东平等重镇虽几经易手，而因蒙古军能往来策应，数其势力始终居于上风。金朝则兵源不足，粮饷匮乏，唯以官爵酬九公而已。宋又授反金起事的红袄军首领以官职，利用他们乘蒙金对抗之机，冀收渔人之利。
成吉思汗于1225年结束西征回到漠北后，便集中兵力大举攻伐西夏。二十二年（金正大四年，1227）秋，成吉思汗病逝，西夏灭亡。这期间，蒙古军下临洮府（今属甘肃）自凤翔徇京兆。金朝也加强了陕西的防御部署。戊子（蒙古拖雷监国，金正大五年，1228），蒙古军八千入大昌原（今甘肃宁县西），金将完颜陈和尚以四百骑取胜，为蒙金交战以来金军的首次大捷，三军士气为之一振。但不久，元太宗窝阔台即位，再议伐金，蒙金战争进入最后阶段。太宗二年（金正大七年，1230）蒙古军攻京兆。秋，窝阔台自将南伐，皇弟拖雷、皇侄蒙哥率师从。下天成等堡，入山西，自平阳南下，渡黄河与陕西兵会。三年（金正大八年，1231）春，围攻凤翔。金遣完颜合达、移刺蒲阿行省乡（今河南灵宝），使出关援救。合达、蒲阿见蒙古军势盛，不敢战，托言伺机方可动，不肯出关。金哀宗多次遣使催促，不得已出关，至华阴，与渭北军一交，便勿忙收军入关，放弃京兆。风翔被蒙古军攻占，潼关以西不复为金有。
夏，窝阔台避暑于九十九泉（今内蒙古卓资北），大会诸侯王，商讨伐金方略。时金以重兵守潼关、黄河一线。成吉思汗临死前，曾部署灭金方略，他说：“金精兵在潼关，南据连山，北限大河，难以遽破。若假道于宋，宋、金世仇，必能许我。则下兵唐、邓，直捣大梁。金急，必征兵潼关。然以数万之众，千里赴援，人马疲敝，虽至弗能战，破之必矣。”⑦及拖雷下凤翔，亦曾有人以此策来献。至是，遂定议兵分三路：中路窝阔台自将，由洛阳进；左路斡陈那颜率领，由济南进；右路拖雷率领，自陕西进，借道于宋，沿汉江下唐、邓，迂回包抄汴京。期以明年正月会师于汴。
秋，窝阔台至云中，率众下河东州县，取河中府，自白波（今河南孟县西）渡河，驻郑州。金卫州节度使完颜斜捻阿不弃城走汴，黄河防线瓦解。拖雷自凤翔趋宝鸡，过大散关，至兴元（今陕西汉中），东下金州（今陕西安康），直趋房（今湖北房县）、均（今湖北均县西），渡汉水北上，进入邓州（今河南邓县）。金遣合达、蒲阿守邓州。合达等据险设伏于邓州西禹山，金军小胜。拖雷避开金军主力，散漫北上，径趋汴京。合达等尾追，双方且战且行，各有伤亡。蒙古军但事骚扰，不与交锋。
四年（金开兴元年，1232）正月，蒙古游骑至汴。拖雷军与金军遇于钧州（今河南禹县）南三峰山。拖雷集结精兵与金军对阵，“时雪已三日，战地多麻田，往往耕四五遍，人马践泥淖没胫。军士披甲胄僵立雪中，枪槊结冻如椽，军士有不食至三日者”⑧。拖雷军与中路军会合，“四面围之，炽薪燔牛羊肉，更递休息，乘金困惫，乃开钧州路纵之走，而以生军夹击之，金军遂溃”⑨。合达战死，蒲阿为蒙古军俘虏，被杀。同时，金潼关守将献关，许州（今河南许昌）兵变，皆降蒙古，金朝大势已去。蒙古军连续攻下卢氏、睢州（今属河南）、中京（今河南洛阳），遣使入汴招谕，索取翰林学士赵秉文、衍圣公孔元措等二十七家和降蒙诸人家属。金遣曹王讹可出城为人质与蒙古军议和。三月，窝阔台、拖雷北还，留速不台等率蒙古军围攻汴京。汴京周围州县皆遭蒙古军杀掠，居民争相入城避难，汴京城人口激增。入夏后，瘟疫流行，五十日内诸门出死者九十余万，贫不克葬者尚不在其数。七月，蒙古使者唐庆为金军士所杀，和议绝。京城粮尽，括粟于民，骚扰捶楚备至。入冬则人相食。十二月，哀宗出逃，以右丞相、枢密使兼左副元帅完颜奴申，枢密副使兼知开封府、权参知政事完颜斜捻阿不，里城四面都总领、户部尚书完颜珠颗，外城东面元帅把撒合，南面元帅术甲咬住，西面元帅崔立，北面元帅孛术鲁买奴等留守。
五年（金开兴元年，1233）正月，金京城留守官、西面元帅崔立杀参知政事奴申、枢密副使斜捻阿不，以卫绍王子从恪监国，献城降。蒙古军入汴。
金哀宗出城过陈留、杞县，驻黄陵岗。渡黄河攻卫州，不克。又渡河南至归德（今河南商丘）。六月，离归德奔蔡州（今河南汝南）。武仙等谋奉哀宗入蜀。
自汴京被围，蒙古数遣使至宋，约以联兵灭金。八月，和议成。商定灭金后，以河南地归宋。于是，蒙宋联合攻唐州，败武仙，断金帝西逃入蜀之途。蒙古将领塔察儿（博尔忽从孙）兵围蔡州。十一月，蒙古兵决蔡州城西练江；宋兵引城南柴潭入汝水，填薪苇铺路，进逼蔡州城。六年（金天兴二年，1234）正月，宋兵攻破南门，引蒙古军自西门入。金哀宗传位于宗室、蔡州东面元帅完颜承麟，自缢死。蒙宋联军攻陷蔡州，承麟死于乱军之中，金亡。
同河北、河东诸路占领与失陷数次反复一样，蒙古对上京、咸平、辽东诸路的征服也颇费时日。早在成吉思汗首次伐金之际，金朝北边千户、契丹人耶律留哥即在隆安（今吉林农安）、韩州（今吉林梨树县八面城）一带反金自立。太祖七年归附蒙古，与蒙古将领按陈结盟，驻守原地。翌年，金朝遣将北伐留哥，被蒙古与留哥的联军击败。此后，留哥自立，建国称王，国号辽，年号元统。进而击败金宣宗所遣的辽东宣抚使蒲鲜万奴，攻占咸平（今辽宁开原），建为中京。蒲鲜万奴收散兵奔东京。八年，留哥攻破东京，驱逐万奴，朝成吉思汗于行在（当时成吉思汗驻跸桓州）。留哥部属耶厮不等不愿降蒙，趁留哥入朝之际，举众叛去。九年初，自立于澄州（今辽宁海城）。不久，为部下所杀，残部九万余人退入高丽。留哥暂居临潢。辽东为万奴所据。
万奴讨留哥败绩，受到金廷谴责，遂趁金无暇东顾之机，于元太祖十年反金自立，割据东京、成平，建国大真（史称东夏）。次年，木华黎再入辽东，万奴降蒙，不久叛去，东徙曷懒路（吉林东部和朝鲜北部一带），又攻占上京路诸多州县。金上京行省官太平执元帅承充，夺其军，附万奴。万奴乃成为辽东一大势力。木华黎此时正致力于中原征战，无暇顾及辽东，所下州县放弃后又为金有，对万奴所为也暂取容忍态度，以利用他牵制金军。这年，蒙古将领哈真、扎剌与耶律留哥率军会同万奴入高丽境，追剿逃亡的契丹军残众，由耶律留哥带回临潢。万奴占据辽东东部和上京、速频等路地方达十二年之久。辽东南部则由金行省控制。
元太宗元年，窝阔台遣撒里塔、吾也而、王荣祖等率军征辽东，下盖州（今辽宁盖县）、宣平（今辽宁岫岩）、石城等，占据辽东南部。五年，由皇子贵由、木华黎孙塔思等东征，万奴平。东京、上京诸路悉入蒙古。
注释
①《元史·太祖纪》。
②《元朝秘史》续一。
③④《元史·札八儿火者传》。
⑤⑥《元史·木华黎传》。
⑦《元史·太祖纪》。
⑧⑨《金史·移剌蒲阿传》。