到一二一九年六月，成吉思汗亲率蒙古主力（大约十万人）向西侵略，并在中途收编了五万突厥军，一二二零年底，一直被蒙古军队追击的花剌子模算端摩诃末病死在宽田吉思海（今里海）中的一个名为额别思宽岛（或译为阿必思昆岛，已陆沉）的小岛上，并在临死前传位札兰丁。蒙古军先后取得河中地区和呼罗珊等地，一二二一年，蒙古军队消灭花剌子模王国，同年十一月，成吉思汗率军追击札兰丁一直追到申河（今印度河）岸边，札兰丁大败，仅仅率少数人渡河逃走。
当初，成吉思汗命令速不台和者别率领二万骑兵追击向西逃亡的摩诃末，摩诃末逃入里海后，他们率领蒙古军继续向西进发，征服了太和岭（今高加索山）一带的很多国家，然后继续向西进入钦察草原扩张。一二二三年，者别与速不台于迦勒迦河之战（今乌克兰日丹诺夫市北）中击溃基辅罗斯诸国王公与钦察忽炭汗的联军，然后又攻入黑海北岸的克里木半岛。
同年底，者别与速不台率军东返，经过也的里河（今伏尔加河的突厥名，又译亦的勒），攻入此河中游的不里阿耳，遭遇顽强抵抗后，沿河南下，经由里海，咸海之北,与成吉思汗会师东归。在东返途中，者别病逝。
而在成吉思汗执政期间不仅仅在领土板块上大有作为，更是在体制改革方面做出了非常大的贡献。
比如创建文字，蒙古族原来没有文字，只靠结草刻木记事。在铁木真讨伐乃蛮部的战争中，捉住一个名叫塔塔统阿的畏兀儿人。他是乃蛮部太阳汗的掌印官，太阳汗尊他为国傅，让他造字，掌握金印和钱谷。铁木真让塔塔统阿留在自己左右，“是后，凡有制旨，始用印章，仍命掌之”。不久，铁木真又让塔塔统阿用畏兀儿文字母拼写蒙古语，教太子诸王学习，这就是所谓的“畏兀字书”。从此以后，蒙古汗国的文书，“行于回回者则用回回字”，“回回字只有二十一个字母，其余只就偏旁上凑成。
行于汉人、契丹、女真诸亡国者只用汉字”。而在一个相当时期内，在蒙古本土还是“只用小木”。“回回字”就是指的“畏兀字书”。虽然忽必烈时曾让国师八思巴创制“蒙古新字”，但元朝退出中原后就基本上不用了，而“畏兀字书”经过14世纪初的改革，更趋完善，一直沿用到今天。塔塔统阿创制蒙古文字，这在蒙古汗国历史上是一个创举。正是由于有了这种文字，成吉思汗才有可能颁布成文法和青册，而在他死后不久成书的第一部蒙古民族的古代史——《蒙古秘史》，就是用这种畏兀字书写成的。
在此之前因为蒙古没有文字，所以也就没有文法，早在一二零六年成吉思汗建国时，就命令失吉忽秃忽着手制定青册，这是蒙古族正式颁布成文法的开端。但蒙古族的第一部成文法——《札撒大典》却是十几年之后，在西征花剌子模之前制定的。据《史集》记载，一二一九年，“成吉思汗高举征服世界的旗帜出征花剌子模”，临出师前，“他召集了会议，举行了忽里勒台，在他们中间对自己的领导规则、律令和古代习惯重新做了规定”，这就是所谓《札撒大典》。志费尼在《世界征服者史》中专门写了一章“成吉思汗制定的律令和他兴起后颁布的札撒”，其中说：“因为鞑靼人没有自己的文字，他便下令蒙古儿童习写畏兀文，并把有关的札撒和律令记在卷帙上。
这些卷帙，称为‘札撒大典’，保存在为首宗王的库藏中。每逢新汗登基、大军调动或诸王会集共商国是和朝政，他们就把这些卷帙拿出来，依照上面的话行事，并根据其中规定的方式去部署军队，毁灭州郡、城镇”《札撒大典》已经失传，但在中外史籍中还片断记载了其中一部分条款。在蒙古社会中，大汗、合罕是最高统治者，享有至高无上的权威，大汗的言论、命令就是律法，成吉思汗颁布的“大札撒”记录的就是成吉思汗的命令。成吉思汗的“训言”，也被称为“dafa令”。
纵观成吉思汗戎马一生，雄才伟略，但是在成吉思汗回师后，再次入侵西夏。元太祖二十二年七月十二己丑日（，在蒙古军围困西夏首都时，成吉思汗病逝于今宁夏南部六盘山（一说灵州），终年六十六岁，死后葬在不儿罕山（今肯特山）接近斡难河源头的地方，其死因至今众说纷纭，《元史》记载：“秋七月壬午，不豫。己丑，崩于萨里川啥老徒之行宫。”
成吉思汗去世前向儿子们交代了灭金朝的战略：“假道宋境，包抄汴京。”后来窝阔台和拖雷灭金朝，采用的就是成吉思汗的这个战略。
此前西夏末代皇帝已经答应投降，成吉思汗去世后，蒙古军密不发丧，开城投降后，按照成吉思汗遗嘱被杀，蒙古军将领察罕努力使西夏首都中兴府（今宁夏银川）避免了屠城的命运，入城安抚城内军民，城内的军民得以保全。
而在《元朝秘史》记载“成吉思坠马跌伤”。罗马天主教教廷使节约翰?普兰诺?加宾尼在《被我们称为鞑靼的蒙古人的历史》称成吉思汗是可能是被雷电击中身亡。
在内蒙古自治区西部的鄂尔多斯高原上，有一座蒙古包式建筑宫殿，是成吉思汗的衣冠冢，它经过多次迁移，直到一九五四年才由湟中县的塔尔寺迁回故地伊金霍洛旗，北距包头市一百八十五公里。每年的农历三月廿一、五月十五、八月十二和十月初三，为一年的四次大祭。
但是成吉思汗的墓从古至今，每个朝代都有官方或者民间寻宝之人，苦苦寻找，时至今日也没留下一点线索。至于为什么几千年以来成吉思汗之墓有如此大吸引了或许是所有人都相信当年横跨欧亚大陆的蒙古帝国在成吉思汗的墓里一定是放满了数之不尽的宝贝亦或者成吉思汗手里那块天授的掌握人间生杀大权的血块吧。
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