公元1235年，窝阔台召集诸王大会，决定继续西征。任命术赤的王位继承者拔都为总指挥，成吉思汗的“四獒”之一、战功卓著的速不台也被任命为西征先锋。其他诸王和万户、千户、百户、十户长以及公主、驸马也都派长子从征。历史上称这次行动为“长子西征”。
天为我开路
1236年，诸军会师，首先进攻位于伏尔加河中游的不里阿耳。速不台一举征服不里阿耳都城，大肆杀掠后将该城焚毁。接着宗王商定各自率军行动，沿途攻打、占领经过的地区。
蒙哥从左翼沿着里海海岸逼临钦察部，一部分钦察部人归降。但钦察部另一个首领八赤蛮拒不投降。他行踪飘忽，带领部下出入于伏尔加河下游的密林中，不断袭击蒙古军队。蒙哥下令建造了二百条船，每船载一百名全副武装的士兵。他自己则和弟弟拔绰沿河搜索。
在河畔的一座树林中，他们发现一些新鲜的马粪，显然是有人刚从那里撤离。于是催马追赶。他们从一个老妇处得知，八赤蛮已带着辎重转移到里海中的一个小岛上。蒙古军追至里海湖边，苦于无船渡海，突然刮起大风，海水退潮。蒙哥大喜道：“这是天为我开路！”蒙古骑兵涉水登岛，全歼钦察军，擒获了八赤蛮。八赤蛮是条硬汉，宁死不肯下跪，他说：“赶紧杀我，我是一国之主，岂能苟且偷生。何况人不是骆驼，没有理由下跪！”蒙哥于是下令把他砍成两半。
威震欧亚
西征军一路所向披靡，1237年，蒙古军攻占斡罗思。蒙古军曾连续攻克莫斯科等14城。蒙古军队使用威力巨大的巨型抛石机充当攻城器械，用于抛击的石头需要4人才能抬动。1240年秋，拔都亲率大军包围乞瓦城（今基辅），各路蒙古军云集该地，兵势极盛，刀光闪耀，骆驼啸叫，战马嘶鸣，以致人们说话彼此都听不见。拔都下令四周架炮，昼夜攻城。乞瓦城300年来一直是斡罗思的国都，城墙高耸，工事坚固，守将德米特尔率领军民顽强抵抗。11月，蒙古军队用火炮轰塌了乞瓦城一处城墙，蜂拥而入，纵兵杀掠。德米特尔受伤被俘，拔都赞赏他的忠勇，赦免不杀。
1241年，拔都兵分两路，侵入孛烈儿（波兰）、马扎儿（匈牙利），蒙古军在累格尼茨（今波兰西部）大败孛烈儿、捏迷思（德意志）联军。速不台大破马扎儿军，蒙古铁骑抵达亚得里亚海，整个欧洲为之震动。教皇和基督教国家的统治者把蒙古的入侵视为天罚，在百般无奈中，只能乞求上帝的怜悯。
