八年，随成吉思汗率军入山东，克益都(今青州)、滨州(今滨州北)、棣州(今惠民南)诸城。旋抵霸州(今属河北)，收降史天倪、萧勃迭，并奏为万户。次年，回师北上，与成吉思汗会合进围中都(今北京)，迫金帝请和。受命进军辽河流域,招降高州(今内蒙古敖汉旗西北)守将。

十年,击败金军，进占北京(今宁城西)。次年春，因叛将张致占据兴中(今辽宁朝阳)，率军攻之，以调虎离山计设伏夹击，斩其士卒万余人。乘胜进军，俘杀张致，攻占锦州、复州(今盖州西南)等数十座城寨，控制辽东、辽西地区。

十二年八月(公元1217年)，木华黎被成吉思汗封为太师、国王，全权指挥攻金。改变以前肆意杀掠和夺地不守的惯例，利用矛盾，收降大批地方武装首领为其守城夺地，并发挥蒙古军善于突袭和野战之长，进取辽西、河北、山西、山东各地数十城。

十五年，率轻骑入济南,收降宋朝济南治中(官名)严实及其所辖八州三十万户。在黄陵冈(今河南兰考东)激战中，灵活用兵，下马督战，令将士引弓齐发，打败号称二十万的金军。次年冬，连取葭州(今陕西佳县)、绥德，旋于延安城东设伏夜战，击败金兵三万，斩敌七千余人。

十七年(公元1223年)，围攻京兆府(今西安)，因金兵二十万婴城固守，不克，遂留兵六千与金军对峙，还遣三千人扼守潼关;自率主力西取凤翔，围攻月余不下。十八年春，渡黄河至闻喜(今属山西闻喜县)，病卒于军中，是年54岁。