1213 年秋，成吉思汗分兵三道，攻掠黄河以北、太行东西各地。木华黎隶于成吉思汗与拖雷的中军，经涿州（今河北涿县）、霸州（今河北霸县），进略棣州（今山东惠民）、滨州（今山东滨县北）、益都府（今山东益都）和密州（今山东诸城）等地。兵临涿州，史秉直、史天倪、史天泽父子与萧勃迭率众归降，木华黎承制任命史天倪、萧勃迭为千户。

　　1214 年春夏之际，木华黎从成吉思汗围困燕京，迫金宣宗遣使求和。同年十月，木华黎奉命征辽西和辽东。当时，他手中已有一支由史天祥、萧也先指挥的契丹、汉军。他们进军至高州（今辽宁赤峰东北），卢琮、金朴以城降。不久，锦州（今辽宁锦州）张鲸杀金节度使，自立为临海郡王，遣使来降。

　　1215 年二月，木华黎攻金北京（今辽宁宁城西），金守将银青率众二十万迎战，败退守城，为其将杀死，乌古伦寅答虎等以城降。木华黎原想坑杀降将，萧也先劝说：“北京是辽西重镇，应当进行安抚以笼络人心。如今敌人一投降就坑杀，以后怎么会有投降者？”木华黎听从了这个劝告，以寅答虎留守北京，并以兀叶儿为北京总管都元帅进行镇守。接着，兴中府（今辽宁朝阳）吏民杀金同知兀里卜，土豪石天应被推为帅来降，木华黎任他为兴中尹、兵马都提控。

　　这年四月，成吉思汗诏木华黎以张鲸总北京十提控兵，从夺忽阑彻里必南征。木华黎密察张鲸图谋反叛，令萧也先监其军。军进至平州（今河北卢龙），张鲸果然称病逗留，谋叛遁去，萧也先将张鲸捕杀。其弟张致遂叛据锦州，占有平、滦、瑞、利、义、懿、广宁等州。木华黎率领蒙古不花、兀叶儿等出军讨伐，逐一收复。七月，红罗山寨主杜秀降，木华黎奏任他为锦州节度使。八月，木华黎遣史进道等攻克广宁府（治今辽宁北镇）。

　　1216 年春，张致攻占兴中府。木华黎先遣兀叶儿等攻溜石山堡，下令说：“你们急攻溜石，叛敌必遣兵往援，我出其不意，断其归路，可以一战而擒获张致。”遂令蒙古不花屯永德县（兴中府以南偏东约八十里）东伺侯。张致果然遣张鲸子东率兵来援，木华黎麾军在神木县（兴中府以南偏西约百里）东进行夹击，大败敌军，斩杀张东，遂由开义县（在锦州东北）进围锦州。张致守城月余，杀败将二十余人，军心动摇，其监军高益缚张致出降。木华黎诛杀张致，接着，又杀广宁降将刘琰、懿州降将田和尚。木华黎说：“此叛寇存之无以惩后。”对这些叛寇所占城市的居民，除工匠优伶外，也一概屠杀。进而又攻拔海州（即澄州，今辽宁海城）、复州（今辽宁盖县西南）和苏州（即金州，今辽宁金县），斩金将完颜众家奴。咸平宣抚蒲鲜万奴等率众十余万遁入海岛。

　　统领攻金1217 年八月，成吉思汗封木华黎为太师、国王、都行省承制行事，赐誓券，“子孙传国，世世无绝”。成吉思汗分兀鲁、忙兀、弘吉剌、亦乞列、札剌亦儿五部军、汪古军以及契丹、女真、汉军共约十万军队，隶属于木华黎麾下。其主要将领有怯台、木哥汉札、按赤、孛徒、带孙、火失勒、按察儿、孛罗、笑乃台、不里海拔都儿、阔阔不花、兀叶儿、萧勃迭、耶律秃花、刘伯林、史天倪和萧也先等。成吉思汗下谕说：“太行之北，朕自经略，太行以南，卿其勉之”。将继续征金之事交给了木华黎。成吉思汗还赐以九斿大旗，谕告诸将：“木华黎建此旗以出号令，如朕亲临也。”木华黎随即建都行省于燕京（今北京），向燕南、山东进军。到年底，已攻占大名府，且东向平定益都、淄州（今山东淄博南约四十里）、潍州（今山东潍坊）、密州、莱州（今山东掖县）和登州（今山东蓬莱）。

　　1218 年，木华黎从燕京西出西京（今山西大同）经略河东（今山西境内），由太和岭攻入雁门关，连下代州（今代县）、忻州（今忻县）、太原府、汾州（今汾阳）、霍州（今霍县）、潞州（今长治）、泽州（今晋城）和平阳府（今临汾）。

　　1219 年，木华黎遣萧特末儿等从西京出朔州（今朔县），攻下岢岚州（今岢岚）；遣谷里夹打等攻下石州（今离石）、隰州（今隰县）和绛州（今新绛）。至此，木华黎已占有河东绝大部分地方。他在平阳屯驻重兵，以拓跋按察儿为前锋元帅，以李守忠权河东南路帅府事。

　　1220 年，木华黎经略河北西路。他行军至满城（今河北满城西），金真定府主恒山公武仙出降。木华黎以史天倪权知河北西路兵马事，以武仙为副。史天倪劝说：“今中原粗定，而所过犹纵兵抄掠，非王者吊民伐罪之意”。木华黎遂下令禁止剽掠，所得老幼，都遣归田里，“军中肃然，吏民大悦”①。大军又南下攻克邢州（今河北邢台）、滏阳（今河北磁县）、相州（今河南安阳）、林州（今河南林县）。此时木华黎有“仁厚不杀”的名声，金方归降者增多。

　　这年秋，木华黎进驻济南，东平严实籍所隶彰德、大名、磁、铭、恩、博、滑、浚等府州三十万户归降。黄龙岗之战，木华黎麾下蒙古汉军大败金兵，继克楚丘，进围东平。这时，蒙古不花一军又攻下怀、孟、卫等州。木华黎遂将攻取东平战事交给严实，以严实权山东西路行省，留梭鲁忽秃以蒙古军三千屯守，自身北还，趋攻洺州（今河北曲周西南等地）。临行，他告诫严实：“东平粮尽，必弃城走，果若如此，你即入城安辑，勿苦郡县，以败乃事。”