沉寂三年後，蒙古兵團再度按下戰爭的按鈕。蒙古兵團先克山西，1231年二月，攻陷鳳翔。窩闊台命拖雷率兵四萬，穿過南宋領土，逼向金國鄧州（今河南鄧州）。鄧州守軍有十萬人，而且拚死抵抗，拖雷無法攻克，領兵北上，掃**鄧州和開封之間的諸小城。窩闊台派遣多名戰將率兵一萬，渡過黃河直奔開封，他本人則隨後跟上。鄧州十萬人擔心開封有失，倉促北上，由於沿途各城鎮都被蒙古人占領，所以補給異常艱難，又被神出鬼沒的蒙古兵團四處襲擊，疲憊不堪。
1232年正月十六，這支金兵團抵達鈞州（今河南禹縣），即將入城休息。拖雷在鈞州城外的三峰山設下埋伏，用誘敵之計將金兵團引誘到埋伏圈中，全部殲滅。金國精銳喪失，滅亡已指日可待。
窩闊台抵達開封城下，緊緊圍困，金國求和，窩闊台同意。但不久，金國又反目，殺了蒙古的使者，速不台再圍開封。1233年春，開封城被圍缺糧，金政府放棄開封，跑到歸德（今河南商丘）。蒙古兵團跟蹤而至，圍攻歸德。1233年四月，速不台攻陷開封城，盡誅完顏宗室，血流漂杵。1233年六月，金國皇帝從歸德逃亡蔡州（今河南汝南），蒙古兵團如冤魂一樣緊跟不舍。1234年正月，金國皇帝完顏守緒在蔡州城絕望地上吊，蔡州城很快陷落，風光了一個多世紀的金國滅亡。
窩闊台滅金，完全是按照成吉思汗遺囑的方略。滅金之後，1235年，窩闊台在庫倫—烏裏雅蘇台附近建都和林，這就是大蒙古國的首都。和林是個簡陋的都城，馬可·波羅說，它隻有兩條大街，皇宮和平民居住的地方沒有多大差別。所以如此簡陋，可能是因為窩闊台沒有時間構建自己豪華的住所，因為還有很多仗要打。
滅金之後，窩闊台同時開辟兩個戰場：西征和滅南宋。