铁木真与札木合分裂后不久，又一个机运降临在铁木真身上。铁木真的孛儿只斤部与实力强大的主儿勒部等几个同为合不勒乞颜系的后裔部落结成了部落联盟，并且有些令人意外，联盟的诸位部落首领公推年青的新秀铁木真出任联盟盟主，而蒙古草原上联盟盟主就是“汗”，因此铁木真极为顺利地做了大汗。
铁木真即汗位后，立即组织了自己的侍卫机构，凝聚起自己的核心武装力量，并建立起以亲信人选为首的掌管军械、马匹以及后勤保障等机构，有效地巩固了自己的领导权。
但随之“铁木真大汗”的考验便来到了，与铁木真同样有着并吞蒙古草原野心的札木合，由于部属间以冲突引发，亦因“两雄不可并立”，便联合泰亦赤兀惕部等十三个部落组成另一个联盟，向铁木真宣战了。
这个战役的结果，铁木真战败了，退居斡难河源。
但是铁木真不久即东山再起，他以他的政治远见，在饥馑之年善待一些食物困乏的部落，慷慨地分给他们猎物，因而获得了众多草原部民的归附，使自己的力量迅速壮大起来。
同时，铁木真利用帮助客列亦惕首领脱斡邻勒平定内乱的机会，加强了与脱斡邻勒的盟友关系。1196年，铁木真与脱斡邻勒与草原南面的大金国联手，夹攻塔塔儿部，大获全胜，同时大金国封脱斡邻勒为“主军”脱斡邻勒从此称为王罕。封铁木真为“招讨使”。
1200年，铁木真与王罕联合，消灭吞并了泰亦赤兀惕部落，报了昔日之仇。1202年，铁木真彻底灭亡了世仇塔塔儿部。
1203年，铁木真与王罕失和，大战于合兰真沙陀，大败王罕，消灭、吞并了客列赤惕部。吞并了强大的客列亦惕部落是铁木真统一蒙古草原征途中的决定性胜利，此战之后，铁木真不仅少了一个强大的对手，而且吞并使自己的势力陡增了一倍。
1204年，铁木真灭亡了蒙古草原西部60乃蛮部落，并在此战役中俘获并处死了当年的义兄，后来的敌手札木合。
至此，铁木真已消灭和吞并了蒙古草原上所有的部落统一了草原。
于是1206年春，铁木真在斡难河源的驻冬地树起九斿白纛，隆重召开忽里台大会，建国号为大蒙古国，加尊号称为“成吉思汗”。
统一的蒙古国家形成了。
成吉思汗的大蒙古国的建立，在蒙古草原的社会发展史上具有划时代的意义，它标志着蒙古草原从一个王权纷立互相征伐的社会进入了一个统一的稳固的政权社会，使蒙古草原跨出了半原始的氏族部落制而迈入了先进的中央集权制。
成吉思汗为了巩固自己所建立的国家政权以其卓越的政治才能对蒙古草原上的习惯旧制进行了一系列的改革。首先他们创立了千户授予封制度，根据部下功绩授予封赏，而不论是贵族还是平民，论功行赏，这在一定程度上削除了蒙古贵族的特权，实际上加强了成吉思汗自己的中央集权。其次他创立了护卫军制度，建立起自己忠诚的亲信军队，以自己的亲信将领“蒙古四杰”博尔术等四人出任统领，这是蒙古草原上有史以来一支常备军。而在此之前，草原上诸部落的武装力量都是民兵性质，闲时为民，战时聚而为兵。常备军的建立，有力地巩固了成吉思汗的王权统治，加强了蒙古国的军事实力，成为蒙古铁骑的核心。
此外，成吉思汗还废除了蒙古部落沿袭已久的一些“习惯法”。颁行了国家司法意义上的一些法律，尽管这众多法规都是纯粹按照成吉思汗个人意志而制定的，有些十分野蛮而幼稚，比如成吉思汗规定"有人在水中便溺即处死刑"。但这些法律起到了巩固国家统一政权，保持蒙古草原局面稳定的作用。
成吉思汗通过各种政策和措施，大大加强了对蒙古草原的统治，使这个新生的统一的国家更其强大起来，声威益振，周围邻部相继望风归附，使大蒙古国迅速发展壮大，为成吉思汗其后的对外扩张做好了准备。
铁木真，现在应该称他为成吉思汗了，并没有因为统一了蒙古草原，建立了大蒙古国，而使自己的雄心，或者说野心得到满足。相反，草原的统一，使他的力量增强了，也相应地让他的征服欲、扩张欲更加膨胀，正是这样永无止境的欲望，使成吉思汗在此后的二十年间直到死时，几乎一刻不停地进行着对外侵略扩张的掠夺性战争。
于是在世界史上著名的，蒙古铁骑的南侵和西征，开始了。
从1206年起，一直到1227年，成吉思汗对其南部邻国、西夏、金国和西辽进行了多次入侵。
1209年，成吉思汗围困西夏都城，迫使西夏俯首称臣。
1211年，在臣服西夏之后，消除了后顾之忧，成吉思汗即以报父祖世仇为名，誓师伐金，大将者别袭取居庸关，蒙古铁骑进攻大金国中都，横扫大金国北部，令金国朝野震栗。1213年，成吉思汗再次大举侵金，用兵一年，横扫金国黄河以北，太行山东西广大地区迫使金主宣宗遣使求和，是年五月，金国被迫迁都汴梁，至此盛极一时的大金国在蒙古铁骑的沉重打击下，国运已衰，大势已去，仅以中原一隅苟得生存。
1218年，成吉思汗派大将者别出征西辽，擒杀西辽主古出鲁克，西辽遂亡。
1218年，成吉思汗在臣服西夏，灭亡西辽，伐金大胜之后，将目光转向了蒙古西向诸国。1219年春，成吉思汗亲率二十万大军，携长子拙赤、次子察合台、三子窝阔台、四子拖雷长途西征中亚强国花剌子模，花剌子模共拥兵五十余万，是蒙古军队的两倍有余，但花剌子模自国主摩诃末至手下将士因惧怕蒙古兵威人心涣散，抵抗无力，作战中纷纷溃败，至1222年春，蒙古军队歼灭花刺子模最后一股残兵，历时三年，灭亡了这一中亚最大的国家。
1220年，成吉思汗遣大将速不台，者别率蒙古铁骑抄掠波斯各地，1221年又乘胜北上钦察草原，横扫周围诸小国后占领钦察草原，进而蹂躏斡罗思南境，兵锋直抵可萨半岛，至1223年末，蒙古铁骑方饱掠而归，途中与成吉思汗大军会合，1225年春，返抵蒙古。
成吉思汗长途西征，自1219年春誓师西进至1225年春返抵蒙古，历时六年。六年间成吉思汗横扫中亚东欧诸国，破城无数，取得了西征的巨大胜利，但也给受害诸国人民造成无尽的灾难。同时，成吉思汗本人也因军旅劳顿而身体大受损害，在征战花剌子模时成吉思汗因坠马腹部受伤竟至久而不愈，身体每况愈下。此时成吉思汗年已六十有余。
1225年春返抵蒙古后，稍事休整，成吉思汗按捺不住侵略与报复的欲望，，借口西夏不服征调拒绝出兵协同蒙古军西征为由，于1226年初亲帅大军，大举征伐西夏。
蒙古铁骑一路夺隘破城，势如破竹，于1227年初，追抵西夏都城中兴府，围城数月，西夏主李明遣使请降，但请宽限一月献城。
而此时，成吉思汗腹伤复发，病势沉重，于1227年7月病死西夏境内望水县蒙军大营，时年六十六岁。
死时遗诏，得西夏主书降后，“尽屠其民”。于是，一生杀人无数的成吉思汗于死后又进行了平生最后一次大屠杀，西夏献城投降后，蒙古军遂以成吉思汗遗命，对中兴府满城军民进行了极其残酷的大规模杀戳，西夏至此灭亡。
蒙古军秘不发丧，把成吉思汗灵柩运回蒙古草原。为防消息泄露，沿途所遇人畜全部杀死，“目力所及，不留活物”。
成吉思汗死后按照蒙古习俗，葬在斡难河源的不儿罕山前，成吉思汗的葬礼进行了很长时间，因为蒙古国土的广大，前来奔丧的四方诸王及统兵在外的将领必须赶三个月之久的路程才能到达藏礼的地点，藏礼就在络绎不绝到来的奔丧者的豪哭声中旷日持久的举行。
埋葬的仪式就像当年成吉思汗幼时埋葬其父也速该一样，只是规模比那盛大多了。当成吉思汗的遗体下葬后，将墓穴用新土覆盖其上，以一万匹马往来踏之，将周围大片草地踏平，混为一体，又杀母驼之驼羔于其上，以证墓地，以备将来子孙祭祀。
至来年，墓地之上青草依依。“一代天骄”叱咤风云的成吉思汗，生于草原，长于草原，辉煌伟业起于草原，死后亦归于草原。
