蒙古軍進入歐洲后，首先攻取伏爾加河下游的布里阿耳城。1237年冬，進兵俄羅斯，里亞占公國成為蒙古襲擊的第一個目標。里亞占大公尤里•伊果烈維奇無力抵抗，向弗拉基米爾公國和切爾尼克夫公國求援。可是，俄羅斯諸公國均不出兵。里亞占公國無援，經過3天交戰，其都城里亞占被蒙古軍占領。
1238年初，蒙古軍打到莫斯科，據志費尼《世界征服者史》記載，它的居民多如螞蟻和蝗蟲，而它的四周，樹木和茂林密布，以致連一頭蛇都不能穿過。蒙古軍到達后，從四面八方修筑了足夠三四輛大車并排而行的道路，然后架起投石機，僅用5天時間就攻陷了莫斯科城，殺死了該城的王公弗拉基米爾。
占領莫斯科后，又向東北方向進軍，占領了俄羅斯(弗拉基米爾大公國)首都弗拉基米爾等14座城市。至此，全部俄羅斯領土被蒙古軍所占領。俄羅斯歷來是被公認為強大的帝國，但其在騎兵帝國面前顯得是那么的不堪一擊。
在這次遠征的過程中，蒙古王公之間并不是十分和諧，尤其在領導者之間產生了分歧。窩闊臺之子貴由和察合臺之孫不里兩人不滿拔都的最高地位，對他犯有不服從的罪，更重要的原因，是察合臺系和窩闊臺系的王子們心中對術赤系的王子都瞧不起，總記得術赤并不是成吉思汗的親兒子。
不里甚至與拔都發生過激烈的爭吵，這使窩闊臺不得不把他們召回，同時又把貴由送去給拔都處分，把不里交給察合臺處分。拔都自然不敢當真處分大汗的兒子貴由，但這場怨仇互相結得很深。拖雷之子蒙哥在此時也離開了軍隊，但仍與拔都保持著友好關系。拔都與貴由和不里的不和，以及與蒙哥的友誼對以后的蒙古產生相當大的影響。一個俄羅斯對于窩闊臺的胃口似乎是不能滿足的，他的目標是整個歐洲。說到歐洲，窩闊臺當時也未必就知道歐洲的真正內涵，對于它的面積、人口、文化等方面估計一片模糊。又由于蒙古人本是游牧民族，跋涉對他們來說是常事，因此不以行軍為苦。
所以，這個西征，多少也征得有點糊里糊涂，他們可能也不知道西方到底在哪兒，歐洲到哪里算是邊界。按蒙古人自己的思維意識，他們認為自己是優秀民族，理應統治歐洲，統治世界。用成吉思汗一句名言講：有藍天地方就有蒙古人牧場！所以他們繼續向西開進著。
第三次西征由成吉思汗另一個孫子旭烈兀率領，目標為西亞各國。公元1253年，托雷之子旭烈兀率軍第三次遠征，蒙古軍隊進軍西亞，平定木剌夷國。公元1257年3月，旭烈兀偕同拜住等繼續西征，直指黑衣大食首都巴格達。公元1257年冬，旭烈兀、拜住等率軍三路圍攻巴格達，第二年初，三軍合圍，向巴格達發動總攻，蒙古軍隊用炮石攻打巴格達城，城門被炮火擊毀。2月，穆斯塔辛率眾投降，阿巴斯王朝滅亡。旭烈兀率軍繼續西進，兵進敘利亞，直抵大馬士革，勢力深入到西南亞。由于蒙古軍隊被埃及軍隊打敗，旭烈兀才被迫停止了西進，占據第比利斯，建立了伊利汗國。從公元1217年至1258年間，蒙古帝國通過三次西征，先后征服了今咸海以西里海以北的欽察、花剌子摩和東起阿爾泰山西至阿姆河的西遼、畏兀兒，建立察合臺汗國；鄂畢河上游以西至巴爾喀什湖的乃蠻舊地，建立窩闊臺汗國；伏爾加河流域的梁贊、弗拉基米爾、莫斯科、基輔等公國，建立欽察汗國；兩河流域的伊朗、阿富汗、敘利亞，建立伊利汗國，史稱四大汗國。
戰績：蒙古鐵騎橫掃歐洲聯軍
公元1227年，對于正如旭日般冉冉升起的蒙古帝國來說，是個仿佛突然回到了黑暗的年份。他們的驕傲，一代天驕成吉思汗帶著他一統歐亞大陸的凌云壯志溘然離世。
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