，攻入临洮路（治所临洮，今属甘肃）。七月，攻下京兆（西安）。年迈多病的成吉思汗终因积劳过度，在六盘山的营帐里离开了人世。
成吉思汗临死前，再次把诸子召到身边，要他们精诚团结，服从窝阔台的领导，并说：“我指定他为我的继承人，把帝国的钥匙放在他的手中。”
按照封建制度，帝王驾崩后应立即由他指定的继承人登基。但是，由于蒙古的库里勒台制（部落议事会制度）仍起作用，窝阔台不能因其父的遗命继承，而要等库里勒台的最后决定。王位空缺的两年内，由拖雷监摄国政。
1229年秋，蒙古宗王和重臣举行大会，推选新大汗。宫廷内有人恪守旧制，主张立幼子拖雷，反对成吉思汗的遗命。此时术赤已死，察合台全力支持窝阔台，拖雷势孤，只得拥立窝阔台。经过与会贵族的再三敦促、劝进，窝阔台终于服从其父的遗旨，采纳众弟兄的劝告，答应继承汗位。
窝阔台执政以后，严守成吉思汗所制定的法令，对于成吉思汗死后到此时的犯罪者一律降恩赦免，以后的犯罪仍依法惩处。当时礼仪典章都很简率，窝阔台重用耶律楚材等人，进一步健全了蒙古的法律制度和政治制度。
耶律楚材是辽国宗室子弟，在西征期间，他凭借高明的星相占卜之术博得了成吉思汗的信任和重视。耶律楚材建议在中原地区维持原来的农业、手工业生产，征收地税、商税以及酒醋盐铁等税。窝阔台同意他试行。1230年，耶律楚材奏立十路课税所，正副使都委派儒生担任。他并奏准军、民、财分职，长吏专理民事，万户府总军政，课税所掌钱谷，各不相统摄。这些都遭到蒙古权贵和汉人王侯的强烈反对，但课税所还是坚持了赋税的征收。第二年秋天，窝阔台到西京（今大同），楚材将征收到的银、币和米谷簿籍陈放在大汗面前，一共是银50万两，绢8万匹，粟40万石。窝阔台大喜，当天将中书省印授给楚材，让他负责黄河以北的政事。
为了便利使臣的往来和物资调运，窝阔台实行了驿传制度。成吉思汗时代，一切赋役都是任意索取、征调，窝阔台确定了固定的牧区赋税制度。他还在汉人地主中设置了万户、千户。加上由耶律楚材主持黄河以北汉民的赋调，这就使得蒙古在灭金战事中有了黄河以北地区的兵力和财力的支持。
绍定二年（公元1229年），窝阔台按成吉思汗的规划，开始发动了灭金战争。绍定三年秋，窝阔台与拖雷率军渡过大漠南进。蒙古军攻破凤翔，进军郑州，于1232年3月围攻汴京。6月，金哀宗从归德逃奔蔡州（今河南汝南）。蒙古请求南宋联合攻蔡，宋为了报仇，派兵援助蒙古军。1234年，宋军攻破南城，蒙古军攻破西城，金哀宗自缢而死。金国遂亡。
绍定四年，蒙古军侵入高丽，包围王京，高丽王降。至此，辽东只剩下万奴的割据势力。绍定六年二月，窝阔台遣皇子贵由、宗王按赤带（合赤温子）、国王塔思（木华黎孙）统左翼军讨伐万奴。九月，蒙古军攻占都城南京（今吉林延吉市东城子山），蒙古军占领辽东。后二年，置南京、开元两万户府，镇戍和管辖这个地区。
灭金之后，蒙古军队北还休整。南宋当权者没有坚持要求蒙古兑现以河南地归宋的诺言，却同意以陈、蔡西北地属蒙古。此时的南宋，还对蒙古军队抱有幻想。然而，从端平二年（公元1235年）蒙古军开始攻宋，窝阔台时期的侵宋战争，使荆襄、四川、两淮的许多地方遭到蹂躏。但由于其主要目的在于掠夺财物，再加南宋各地军民的抗击，蒙古军也受到了不少损失，未能在所攻占的地区建立统治。
三、武以定国文以兴学
端平二年（公元1235年），窝阔台召诸王大会，决定征讨钦察、斡罗思等未服诸国，命各支宗室均以长子统率出征军，万户以下各级那颜亦遣长子从征。出征诸王以拔都（术赤长子）为首，实际统兵作战的主将是速不台，出征军的人数约有15万。
端平三年春，蒙古诸王和速不台等率师出发，秋天抵达不里阿耳，与先已在那里的拔都兄弟会合。速不台统先锋军取不里阿耳。诸王会商后，各率本部兵征进。蒙古军攻破不里阿耳都城，杀掠之后将此城焚毁。
同年冬，蒙哥率军逼临亦的勒河下游的钦察部。钦察部首领忽鲁速蛮率部归降。另一钦察首领八赤蛮不肯投降，率部袭击蒙古军。嘉熙元年（公元1237年）春，蒙哥得到速不台增援，击败八赤蛮，尽歼钦察军，八赤蛮被擒杀。
嘉熙元年秋，拔都等诸王召开了一次忽里台大会，决定共同进兵斡罗思。蒙古军首先征服了莫尔多瓦。次年初，蒙古军分兵四出，一个月内连破科罗木纳、莫斯科、罗思托夫等10余城。二月，进围公国首府弗拉基米尔城。蒙古军胁迫被俘的斡罗思人参加攻城，猛攻5日，城破。
蒙古军抄掠了斯摩棱斯克、契尔尼果夫等地，并继续略取钦察草原西部地区。钦察部长忽滩战败，率余部迁入马札儿（今匈牙利）。嘉熙三年蒙哥、贵由统兵进入阿速国，用时3个月才攻破其都城蔑怯思，阿速国主杭忽思投降，蒙哥命其丁壮从军。嘉熙四年春，蒙哥、贵由继续在太和岭（高加索山）北用兵，秋天，窝阔台遣派使者召贵由、蒙哥东归。
嘉熙三年，窝阔台遣兵再次进入斡罗思抄掠。第二年秋，拔都亲统大军围攻斡罗思国都乞瓦。蒙古军攻入乞瓦城内，纵兵杀掠。随即又攻入伽里赤国，破其都城弗拉基米尔沃沦和境内其他城市。
淳祐元年（公元1241年）春，蒙古军分兵二路，一路由拜答尔、兀良合台等率领侵入孛烈儿（波兰），一路由拔都兄弟、速不台等率领侵入马札儿（今匈牙利）。三月，进至其都城佩斯（今布达佩斯）城附近，马札儿兵战败，蒙古军攻克佩斯城。直到第二年窝阔台死讯传来，拔都才率军东还。
为消灭札兰丁及其余部，窝阔台即位后立即派绰儿马罕率领30000军队去征讨重兴的花剌子模国。蒙古军急速进兵，于绍定三年（公元1230年）冬抵达阿哲儿拜占，札兰丁闻讯逃逸，最后在迪牙别乞儿（今土耳其东部）的山中被当地的农夫杀死。绰儿马罕遂又攻掠了波斯西北部许多地方。
在驱动铁骑震撼欧亚的同时，窝阔台还非常重视对中原地区的治理。在耶律楚材的劝谏下，窝阔台已开始注意保存人口。绍定五年，窝阔台征河南时，同意制旗数百面，发给降民，让他们持旗为凭，归回乡里。绍定六年初，速不台进占汴京，因汴京军民曾抵抗，主张按惯例屠城。经楚材再三劝说，窝阔台决定只向金皇族问罪。
端平二年（公元1235年），窝阔台下诏括编中原户口，由失吉忽秃忽主持。朝臣们主张依蒙古和西域成法，以丁为户，按丁定赋。窝阔台接受耶律楚材的建议，按中原传统，以户为户，按户定赋。他还保留了中原的郡县制度。在括户的基础上，窝阔台让耶律楚材主持制定了中原赋役制度，轻徭薄赋。这种较轻的赋税定额，对已遭到严重破坏的中原地区的休养生息是有利的。
1232年攻汴京时，耶律楚材遣人入城求得孔子51代孙孔元措，由窝阔台封为衍圣公。同时，窝阔台采纳耶律楚材的主张，兴办国学，考试儒生，得4030人，其中四分之一的人原已沦为奴隶，中试后才摆脱了被奴役的地位。
窝阔台除在燕京等处要地继续设置断事官外，还向路府州县普遍派遣了达鲁花赤（镇守官），并命探马赤等与部将分镇真定（今河北正定）、大名（今河北大名）、东平、益都—济南、平阳（今山西临汾）—太原。通过上述措施，大大加强了蒙古对中原地区的统治。
从端平二年起，窝阔台开始营建宫阙。第二年，建于哈剌和林（今额尔德尼召南）的万安宫落成。它是一座中国传统程式的宫殿，大汗的宝座在大殿的北部面南。嘉熙元年（公元1237年），窝阔台又命伊斯兰教工匠在哈刺和林城北70余里的春季游猎地建造伽坚茶寒殿。嘉熙二年，又在城南营建了图苏胡迎驾殿。从此，位处斡儿罕河上游哈剌和林河东岸的哈剌和林城成为大蒙古国的都城，也是当时的一个国际性城市。
四、毒杀胞弟中风而亡
窝阔台仁爱和善，喜好广播恩惠，他的宫廷几乎成了普天下的庇护所和避难地。在赏赐财物方面，他胜过了前辈。因为天性慷慨大方，来自帝国远近各地的东西，他常常不经司帐和稽查登录就散发一空。一次，有3个罪犯被带到他面前，他本已下令处死，见其母嚎哭，于是全部赦免了这3人的死罪。
但窝阔台性格中仍有残忍、苛暴的一面。嘉熙元年（公元1237年）六月，斡亦剌部落中谣传说有诏令要将该部的少女去配人。人们忙把自己的闺女在族内婚配，有些直接送到男家。窝阔台闻讯后大怒，下诏把7岁以上的少女都集中起来，已与人的从夫家追回。然后将4000少女聚集一处，命令兵士当众糟踏她们，并逼使她们的父兄亲属在旁边观看，不能埋怨和哭泣。
在蒙古宫廷斗争中，窝阔台更是严酷、刻毒。四弟拖雷一直是窝阔台稳固汗位的隐患。拖雷掌有蒙古军队的百分之八十，具有强大的军事实力，在攻金的战役中，拖雷更表现出他卓越的军事才能，从而引起窝阔台的忌恨，最终用计策将他毒死。
窝阔台认为：“人世一半是为享乐，一半是为英名。”灭金之后，他指派朝中的大将率师征伐，自己则不再受亲征之苦。他嗜酒如命，亲近美色，耽于射猎。到晚年更是溺情酒色，每饮必彻夜不休。耶律楚材多次劝谏无效，朝政几乎荒废。
淳祐二年（公元1242年）十一月，窝阔台再次出猎，骑射5日之后还至谔特古呼兰山，在行帐中畅饮美酒，豪饮至深夜才散。第二天被发现已中风，不能言语，不久便死于行殿之中。时年56岁，共在位13年。葬起辇谷。后追谥