玉龍傑赤戰後，窩闊台和察合台率部與成吉思汗會合，一起進軍哥疾寧。公元1225年春，窩闊台隨父親回到蒙古故土，結束了持續7年的曆史性遠征。
公元1227年，成吉思汗在親率大軍逼迫西夏國主求降後，率軍向金進攻，但在途中因積勞成疾，在六盤山的營帳裏離開了人世。
成吉思汗死後，窩闊台並不能按照封建製度立即登基，因為蒙古的庫裏勒台製(部落議事會製度)仍起作用，要等庫裏勒台的最後決定，窩闊台才能繼承大統，使得王位空缺了兩年，期間由拖雷監攝國政。
公元1229年秋，窩闊台在二哥察合台的全力支持下，排除了反對成吉思汗的遺命、立幼子拖雷的主張，終於登上汗位。
窩闊台即位後，重用遼國宗室子弟耶律楚材等人，進一步健全了蒙古的法律製度和政治製度。耶律楚材是憑借高明的星相占卜之術博得了成吉思汗的信任和重視，從而逐漸進入了蒙古的統治核心。
公元1230年，窩闊合同意耶律楚材關於在中原地區維持原來的農業、手工業生產，征收地稅、商稅以及酒醋鹽鐵等稅的建議，並讓他試行。耶律楚材在受到蒙古貴族和漢人王侯的反對下，堅持施行賦稅製度，一年後，耶律楚材將征收到的銀、幣和米穀簿籍陳放在窩闊台麵前，窩闊台見50萬兩銀子，八萬匹絹，40萬石粟整整齊齊地擺在大堂裏，立即將中書省印授給耶律楚材，讓他負責黃河以北的政事。之後，耶律楚材根據草原地區和黃河以北的農耕地區的情況，分別實行相應的賦稅製度，為後來蒙古出兵南征奠定了堅實的財政基礎。
在耶律楚材的勸諫下，窩闊台逐漸改變了蒙古軍隊野蠻地屠殺行動，公元1233年初，蒙古軍隊廢盡九牛二虎之力，才攻陷軍民拚死抵抗的汴京，蒙古軍隊要按慣例屠城，經耶律楚材再三勸說，窩闊台決定隻向金皇族問罪，禁止蒙古軍隊屠殺百姓。
公元1235年，窩闊台采納了耶律楚材的建議，在括編中原戶口時，按中原傳統，以戶為戶，按戶定賦，並保留中原的郡縣製度。在括戶的基礎上，窩闊台又讓耶律楚材主持製訂了輕徭薄賦的中原賦役製度。
窩闊台還在耶律楚材的建議下，學習中原漢儒家文化。公元1232年攻汴京時，孔子51代孫孔元措得到耶律楚材的保護，後來被窩闊台封為衍聖公。窩闊台還采納耶律楚材的主張，興辦國學，考試儒生，得4030人，其中四分之一的人原已淪為奴隸，中試後才擺脫了被奴役的地位。
公元1235年，窩闊台開始營建哈剌和林城，並於次年在哈剌和林(今額爾德尼召南)建成中國傳統庭院式的宮殿萬安宮，大汗的寶座在大殿的北部麵南。隨後的兩年裏，葛闊台又先後修建了伽堅茶寒殿和圖蘇胡迎駕殿。從此，位處斡兒罕河上遊哈剌和林河東岸(今額爾德尼召南)的哈剌和林域成為大蒙古國的都城，也是當時的一個國際性城市。
經過一番改革，蒙古國力大增，窩闊台也有了更多的人力物力和財力投入到統一戰爭中來。
公元1229年，窩闊台按成吉思汗的規劃，開始發動了滅金戰爭，並與南宋聯合，於公元1234年攻破金，臨時都城蔡州，金哀宗自縊而死，金亡。窩闊台在滅金後，采取措施，以加強蒙古對中原地區的統治。公元1231年，蒙古軍攻入高麗，高麗王降。公兄1233年春，蒙古軍討伐萬奴，半年後攻占其都城南京(今吉林延吉市東城子山)，完全占領遼東。滅金之後，蒙古軍隊北還休整，隨後於公元1235年開始攻宋，但窩闊台時期的侵宋戰爭，並非是以統一為目的，而是為了掠奪財物，使荊襄、四川、兩淮的許多地方遭到蹂躪。
公元1235年，窩闊台命術赤長子拔都總製其他渚王，率15萬軍隊征討欽察、斡羅思等未服諸國。公元1236年春，蒙古大軍正式出發，沿途燒殺搶掠，無惡不作，每攻下一座城池，都要進行屠城。率先將亦的勒河下遊的欽察部收降，隨後於公元1237年秋開始征伐斡羅思，首先征服莫爾多瓦。次年初，蒙古軍分兵四路，一個月內連破科羅木納、莫斯科、羅思托夫等十餘城，然後蒙古軍脅迫被俘的斡羅思人參加攻打公國首府弗拉基米爾城，五天之後攻破，並大肆搶掠弗拉基米爾、斯摩棱斯克、契爾尼果夫等地，繼續向西攻打欽察草原西部地區，逼迫欽察餘部遷往馬紮兒(今匈牙利)。
公元1239年，窩闊台遣兵再次攻打斡羅思，拔都親率大軍圍攻斡羅思國都乞瓦，人城後，蒙古軍奸淫擄掠，無惡不作。隨後又攻入伽裏赤國，破其都城弗拉基米爾沃淪和境內其他城市。
公元1241年，蒙古軍兵分兩路，分別侵入孛烈兒(波蘭)和馬紮兒(今匈牙利)。拔都率軍攻克佩斯城，又對該城進行屠城。直到第二年窩闊台死訊傳來，拔都才率軍東還。