木華黎受命專征金後，繼續奉行成吉思汗的政策，籠絡漢族地主武裝，他手下的契丹、女真、漢族武裝則成了攻金的重要武裝力量。宋嘉定十年（公元1217年），木華黎軍攻山東、河北諸州，劉伯林、石抹也先等所部漢軍隨從，攻陷蠡州（今河北蠡縣）、益都、大名府、密州等城。易州人張柔把數千家宗族聚在一起，選壯士組織隊伍，結寨自保，被金授以經略使職。宋嘉定十一年（公元1218年）張柔兵敗投降蒙古，木華黎仍任命他為舊職，統領本部兵馬，於是他結集力量，攻下雄、易、安（今河北新安西南）、保等州，屯兵於滿城（今河北滿城縣西）。當時，河北地區的地主武裝中，以占據真定（今河北正定）的武仙兵力最強。武仙歸附金，屢次攻打張柔，張柔也攻入武仙控製的地區。宋嘉定十二年（公元1219年），先已降蒙的董俊攻下真定，武仙被逐走。
宋嘉定十三年（公元1220年），金封武仙為恒山公，並派兵援助武仙，武仙得到援兵後，打敗董俊，重新占據真定。宋嘉定十一年（公元1218年），木華黎統兵攻入山西，史天祥、史天倪兄弟等各領所部漢軍隨行，攻下平陽、太原、絳州等八十餘城。宋嘉定十二年（公元1219年），金派張開、郭文振收複太原，派胡天作收複平陽。次年，郭文振被金封為晉陽公，張開為上黨公，胡天作為平陽公，讓他們分疆守土，抗擊蒙古軍。
木華黎采納金朝的製度，在雲、燕建行省，發兵攻掠燕京以南的漢人地區。本華黎軍經遂城至蠡州。金守將移刺鐵哥閉城堅守。木華黎派石抹也先率領原屬張致的黑軍一萬二千人攻破蠡州北城，大肆屠掠。十月，木華黎軍進攻中山府、新樂縣、趙州、威州、邢州、磁州、洺州，金各地官員相繼投降。木華黎部下攸興哥率領先鋒軍攻下大名府。十一月，木華黎軍進入山東，連續攻破濱、棣、博、淄、沂等州。十二月，攻下益都。又攻下密州，金節度使完顏寓戰死。
木華黎統率的另一軍同時向河東進軍。十一月，曾到太原城下。知太原府事、權元帥左監軍烏古論德升出兵拒戰。蒙古軍退走。1218年夏，蒙古兵在應州結集。樞密院奏報，蒙古將分道南下，其意不在河北，而在陝西、河東，木華黎各路蕃漢兵應教閱備戰。金宣宗調平陽胥鼎移鎮陝西。絳陽軍節度使李革知平陽府事，代胥鼎為河東行省。八月間，木華黎率步兵騎兵數萬人，由太和嶺入河東，攻掠代、隰、吉、石、奇嵐等州。九月，圍攻太原。
蒙古兵重重包圍太原府城，並攻破了濠垣。元帥左監軍烏古論德升據城堅守，植柵拒敵，將家中銀幣及馬匹分賞給戰士，並力死故。蒙古軍攻破城西北角入城，烏古論德升又聯車塞路拒戰，三次打退蒙軍。蒙軍矢石如雨，金守陴兵不能立。城破，德升回府署，對姑母及妻子說：“我守此數年，不幸力窮”。自縊而死。姑母及妻也都自殺。
木華黎留攸興哥鎮守太原。蒙古軍繼續攻掠汾州。汾陽軍節度使兼經略使兀顏訛出虎戰死。十月，蒙古軍攻掠繹、潞等州，向平陽進軍。李革與權元帥左監軍完顏從坦守平陽。太原失陷，從但上奏說：“太原已破，就要危及平陽。河東郡縣失守，都是由於駐屯兵少，援兵又不到的緣故。平陽是河東之根本，河南之藩籬。請並懷、孟、衛州之兵以實潞州，調澤州、沁水等地兵並山為營，以為聲援。”蒙古兵迅速到達平陽城下，乎陽被圍，城中駐兵不滿六千。金兵屢次出戰拒敵，旬日之間，損傷過半。援兵不到。蒙古兵逼近城北濠垣，提控郭用力戰被擒，堅持不屈，被害犧牲。副將李懷德縋城出降。平陽城被蒙古軍攻破。官員們請李革上馬突圍，李革說：“我不能保此城，何麵目見皇帝，你們走吧！”李革和完顏從坦都自殺殉國。太原、平陽相繼失守，河南的藩籬丟失了。
木華黎主力攻山西時，河北許多地方被幾支地主武裝奪據。宋嘉定十三年（公元1220年），木華黎決定重點攻掠河北，親駐滿城，遣史天祥攻真定。在史天祥勸說下，武仙投降，於是真定複歸蒙古，蒙古軍又相繼攻下邢（今河北邢台）、相（今河南安陽）、衛、懷（今河南沁陽）、孟等州。
紅襖軍在山東很活躍。宋嘉定十一年（公元1218年），紅襖軍領袖李全歸附南宋，宋授予他京東路兵馬副都總管的職務，遂用宋朝名義把義軍召集起來，收複山東南部諸州。濟南嚴實、益都張林都相繼歸宋，一時宋占有了山東全境。可南宋始終不完全信任李全，沒有全力支持他，而山東各支武裝力量名義上雖歸附南宋，實際上則各自為政，為自己的利益打算，首鼠兩端，在宋、金、蒙古之間遊移不定。宋嘉定十三年（公元1220年）秋，木華黎軍入濟南境，嚴實看見南宋日益衰弱，而蒙軍卻日益強大，於是獻出所控製的大名、彰德、磁、洛（今河北永年東南）、恩（今山東開城舊城）、博（今山東聊城）、滑（今河南滑縣東）、浚等州，木華黎承製授以山東西路行尚書省事，令其總管本部軍民。嚴實的投降，使蒙古不戰而勝，取得大片土地，大大加強了攻略山東的力量。嚴實協助蒙古軍攻下曹（今山東菏澤）、濮（今山東鄄城北）、單三州；宋嘉定十四年（公元1221年）入據東平，遂在此立行台。同年，紅襖軍石矽、益都張林等也都投靠了蒙古。
木華黎戎馬一生，所經之戰數不勝數。他有勇有謀，不懼強敵，在戰場上能一馬當先，以身作則。
1211年，木華黎跟金軍戰於野狐嶺，麵對金國四十萬大軍，他激勵將士說：“彼眾我寡，弗致死力戰，未易破也。”言罷，身先士卒，舉刀殺入金軍陣中，眾將士一擁而上，竭力死戰，大破金軍。
1214年。成吉思汗派木華黎專事討伐遼西各郡。木華黎帶兵長驅直入，攻下十多個城池，兵鋒直指北京（今內蒙古寧城縣大名城）。金軍守將銀青元帥率部二十萬和蒙古大軍在花道（今內蒙古赤峰東北）不期而遇。木華黎積極迎敵，大破金軍，金軍傷亡八萬多人。木華黎旋即包圍北京，攻下該城，並留人守城。
北京是遼西重鎮，金國以精銳之師鎮守，卻依然城陷兵亡，從此在北方的統治搖搖欲墜。
1216年，大將張致反叛。木華黎奉命率兵鎮壓。對雙方軍情進行深入分析之後，他認為張致軍驍勇善戰。並且占據有利地形，不能速戰速決，於是采取了引蛇出洞、乘機阻擊的策略。隨後，他派人帶兵前去攻打張致的溜石山堡據點，又命部將蒙古不花去永德縣以西約十裏的地方設下埋伏。
不久，張致收到溜石山堡遭到突襲的消息，果然發兵前去支援。蒙古不花探得消息，一邊派騎兵截斷了敵軍的歸路。一邊急報木華黎。木華黎星夜領兵前往，與敵軍遇個正著。這時，蒙古不花的軍隊也及時趕到了。兩人前後夾擊，經過激戰，大敗張致軍，斬殺許多敵軍。而後木華黎乘勝追擊，很快鎮壓了這次叛亂。
1217年，木華黎受命全權處理伐金事宜，至1223年病亡為止，幾年的時間裏，他差不多每天都在跟金軍交戰，並率兵占領了遼西、遼東、山東、河北等廣大地區。
蒙古軍隊打仗，總是來也匆匆，去也匆匆。他們每攻下一座城池，就大肆屠城搶掠，非常殘忍。蒙占大軍所經過的地方，常常是滿目瘡痍，白骨成山。
從小沒讀過書、一直都在殺戮征伐中成長起來的木華黎原先也一直實行的是這種政策。後來，他因攻打遼西、占領北京（今內蒙古寧城縣大名城）損兵折將而心生怒意，打算將投降的金兵全部處死，但被部下蕭阿先及時製止了。蕭阿先進言道：“北京為遼西再鎮，既降而坑之，後豈有降者乎？”
木華黎覺得他言之有理，於是取消了坑殺降兵的打算，並留兵守城。從此以後，他用招安政策取代了屠殺之舉，此策有利於蒙古軍隊的壯大，也使許多平民免於被屠。
術華黎在討伐金同的過程中，也十分注重招降、安撫金國守軍。使得金國的實力被嚴重削弱，而蒙古大軍的數量和實力則得到了增強。很多金國兵將聽說隻要向木華黎投降就可免於一死，紛紛棄城出降。因此，蒙占大軍經常不費吹灰之力就占領金國的城池。
蒙古大將史天倪曾經塒小華黎說：“今中原已粗定，而所過猶縱抄掠。非王者吊民伐罪義也。且王為天下除暴，豈複效其所為乎！”
木華黎受到他的影響，於是開始大力整飭軍紀，明令規定：蒙古士兵進城後若有搶掠者，按軍法治罪，決不留情。他還下令將從前抓來的男女老幼通通釋放回家。
而當時別的蒙古軍隊都還不曾做到這一點，連成吉思汗帶領的軍隊也不例外，他們仍然沿途燒殺搶掠，導致生靈塗炭，百姓“望蒙古軍色變”。而木華黎所帶領的蒙古軍岡為軍紀嚴明、仁義勇武，受到了沿途百姓和金國舊城民眾的普遍擁護。
由於滅金之戰未能速戰速決，木華黎決意長期占領打下來的地區，以此為基礎，慢慢滅掉金國。他的“仁厚不殺”之策，使得占領區攻權得到鞏。同，金國淪陷區的人民很少造反。 木華黎對蒙古汗國的建立、擴張甚至後來元朝的創立都居功至偉。
宋嘉定十四年（公元1221年）秋，木華黎率蒙古軍主力及史天祥、石天應等漢軍攻山西、陝西。由東勝渡過黃河，征召西夏兵從戰，攻下葭州，派石天應守衛；攻延安時受阻，未能成功，遂破綏德、（郎）（今陝西富縣）、坊（今陝西黃陵）等州，從丹州（今陝西宜川）東渡黃河，奪取隰州。宋嘉定十五年（公元1222年），蒙古軍又奪回平陽、太原等地，並派遣官員守衛這些地方。冬，木華黎率大軍渡河向西，攻下同州（今陝西大荔）、蒲城，徑直向長安進發。金京兆行省完顏合達頑強抵抗，蒙古軍不能攻下，於是向西攻打鳳翔，再召西夏兵助戰。鳳翔軍民英勇抵抗，木華黎雖圍攻一個多月，想盡各種方法，但始終不能攻克，這時西夏軍隊又離去，隻得引兵退還，於宋嘉定十六年（公元1223年）三月死於聞喜。