時成吉思汗正在帖蔑延客額兒（又作帖麥該川，今貝爾湖和克魯倫河河口處）之地圍獵。當他得報後，立即召集“忽裏勒台”與眾將商討對策，群臣中多以方春馬瘦，宜待秋高馬肥為由，不同意出兵，唯其兩弟主張及早發兵攻打乃蠻。斡赤斤言：“事所當為，斷之在早，何可以馬瘦為辭。”別裏古台亦言：
“乃蠻欲奪我弧矢，是小我也，我輩義當同死。彼恃其國大而言誇，苟乘其不備而攻之，功當可成也。”成吉思汗悅，決定起兵迎戰。出征前，他把軍馬集於合勒合河旁的建忒該山，下令進行整頓。其一，將全部兵馬按千戶、百戶、十戶的軍製統一編組，委派了千夫長，百夫長和什夫長等各級那顏；其二，設立扯兒必官，任命其親信那可兒六人為扯兒必；其三，成立護衛軍，設八十宿衛，七十散班；從千戶、百戶那顏和白身人的子弟內揀選有技能身材好者做護衛；又命阿兒孩合撒兒選拔一千名勇士，組成先鋒隊，並由其統領，“如廝殺則教在前，平時則做護衛”。軍隊的重新編組和護衛軍的建立，使成吉思汗的軍隊成為一支紀律嚴格、戰鬥力強和高度集中的武裝力量，這不僅加強了汗權，而且使追隨他的那可兒們得到了大小官職，從而激勵他們更勇猛地去戰鬥。
軍馬整頓完畢，1204年四月十六日，成吉思汗祭旗纛，以者別、忽必來為先鋒，麾師逆怯祿連河西進，至薩裏川與乃蠻軍相遇。成吉思汗依照朵歹扯兒必的計策，夜令人各燒火五處為疑兵。太陽汗原以為成吉思汗兵少馬瘦，可以輕取，及得到前哨報告蒙古兵“如星般多”，“軍馬已塞滿撒阿裏客額兒（薩裏川）地麵”時，“孕婦更衣處，牛犢吃草處”都不曾到過的太陽汗，又驚疑畏懼，雖勉強自合池兒水起兵，順塔米兒河渡過斡耳寒河（又作斡兒豁河，今鄂爾渾河），然而軍心已亂，失去鬥誌。劄木合等見成吉思汗軍馬整肅，又率部不戰而走。這時成吉思汗軍馬已逼近，兩軍激戰於納忽山（在今鄂爾渾河東，土拉河西），成吉思汗的“四狗”者別、忽必來、者勒篾、速不台如狼入羊群般衝殺。乃蠻軍大敗，太陽汗負傷被俘，旋即死去。其子屈出律（又作古出魯克）與脫黑脫阿等率殘部逃奔歪祿汗。
太陽汗所屬的乃蠻部眾遂為成吉思汗所征服。是役太陽汗之母古兒別速被執，成吉思汗對她說：“你說達達（蒙古）歹氣息，你卻如何來？”遂納了。乃蠻部掌印官塔塔統阿亦被俘，後效力於成吉思汗，創製了回鶻式蒙古文。
在克烈、乃蠻等部相繼敗亡之後，劄木合輾轉逃入倘魯山（又作唐麓嶺，今唐努山）中，被跟隨他的五名那可兒執送成吉思汗，按懲處本部貴族的習慣，賜其不流血死。至此，成吉思汗完成了統一蒙古各部的大業。
1206年（宋開禧二年，金泰和六年），各部貴族在斡難河畔舉行“忽裏勒台”，成吉思汗被推舉為全蒙古的大汗，建立了“也客·忙豁勒·兀魯思”，即大蒙古國。
成吉思汗建國後，即發兵攻按台山（今阿爾泰山）北的乃蠻歪祿汗，戰於莎合水（今科布多河上遊索果克河），將其消滅。依附於歪祿汗的屈出律、脫黑脫阿等逃往也兒的石河及其支流不黑都兒麻河（今額爾齊斯河支流布赫塔爾馬河） 一帶。不久，斡亦剌部首領忽都合別乞向成吉思汗投降。於是，大蒙古國的疆域，東起今興安嶺，西至阿爾泰山，南抵陰山，北達貝加爾湖。
成吉思汗即位後，采取了一係列鞏固統治的措施：實行領戶分封製，將全蒙古部眾分為九十五個千戶，上置萬戶，下分百戶、十戶；擴建護衛軍；製定成文法《大劄撒》，設置“劄魯忽赤”（斷事官）；確立行政製度以及創製蒙古文字等。
蒙古各部的統一和大蒙古國的建立，為蒙古民族的形成和元朝的建立奠定了基礎。
名家回眸
成吉思汗是創造草原神話的英雄，統一蒙古各部落，解除了常年的戰爭給人民帶來的災難。元史專家韓儒林先生曾經對成吉思汗做出了這樣的評價：自成吉思汗統一各部落之後，有不少非蒙古的人民也被吸收進去。於是蒙古頓時成為一個勢力強大、人民眾多的共同體的名稱。我們不能說有了成吉思汗才有了蒙古族，但成吉思汗的統一事業對蒙古族的形成是一個很大的貢獻，這一點是不能否認的。應該說，蒙古族在世界曆史舞台上起重要作用，是從成吉思汗開始的。