鐵木真與劄木合分裂後不久，又一個機運降臨在鐵木真身上。鐵木真的孛兒隻斤部與實力強大的主兒勒部等幾個同為合不勒乞顏係的後裔部落結成了部落聯盟，並且有些令人意外，聯盟的諸位部落首領公推年青的新秀鐵木真出任聯盟盟主，而蒙古草原上聯盟盟主就是“汗”，因此鐵木真極為順利地做了大汗。
鐵木真即汗位後，立即組織了自己的侍衛機構，凝聚起自己的核心武裝力量，並建立起以親信人選為首的掌管軍械，馬匹以及後勤保障等機構，有效地鞏固了自己的領導權。
但隨之“鐵木真大汗”的考驗便來到了，與鐵木真同樣有著並吞蒙古草原野心的劄木合，由於部屬間以衝突引發，亦因“兩雄不可並立”，便聯合泰亦赤兀惕部等十三個部落組成另一個聯盟，向鐵木真宣戰了。
這個戰役的結果，鐵木真戰敗了，退殺斡難河源。
但是鐵木真不久即東山再起，他以他的政治遠見，在饑饉之年善待一些食物困乏的部落，慷慨地分給他們獵物，因而獲得了眾多草原部民的歸附，使自己的力量迅速壯大起來。
同時，鐵木真利用幫助客列亦惕首領脫斡鄰勒平定內亂的機會，加強了與脫斡鄰勒的盟友關係。1196年，鐵木真與脫斡鄰勒與草原南麵的大金國聯手，夾攻塔塔兒部，大獲全勝，同時大金國封脫斡鄰勒為“主軍”脫斡鄰勒從此稱為王罕。封鐵木真為“招討使”。
1200年，鐵木真與王罕聯合，消滅吞並了泰亦赤兀惕祁，報了昔日之仇。
1202年，鐵木真徹底滅亡了世仇塔塔兒部。
1203年，鐵木真與王罕失和，大戰於合蘭真沙陀，大敗王罕，消滅、吞並了客列赤惕部。吞並了強大的客列亦惕部落是鐵木真統一蒙古草原征途中的決定性勝利，此戰之後，鐵木真不僅少了一個強大的對手，而且吞並使自己的勢力陡增了一倍。
1204年，鐵木真滅亡了蒙古草原西部60乃蠻部落，並在此戰役中俘獲並處死了當年的義兄，後來的敵手劄木合。
至此，鐵木真已消滅和吞並了蒙古草原上所有的部落統一了草原。
於是1206年春，鐵木真在斡難河源的駐冬地樹起九斿白纛，隆重召開忽裏台大會，建國號為大蒙古國，加尊號稱為“成吉思汗”。
統一的蒙古國家形成了。
成吉思汗的大蒙古國的建立，在蒙古草原的社會發展史上具有劃時代的意義，它標誌著蒙古草原從一個王權紛立互相征伐的社會進入了一個統一的穩固的政權社會，使蒙古草原跨出了半原始的氏族部落製而邁入了先進的中央集權製。
成吉思汗為了鞏固自己所建立的國家政權以其卓越的政治才能對蒙古草原上的習慣舊製進行了一係列的改革。首先他們創立了千戶授予封製度，根據部下功績授予封賞，而不論是貴族還是平民，論功行賞，這在一定程度上削除了蒙古貴族的特權，實際上加強了成吉思汗自己的中央集權。其次他創立了護衛軍製度，建立起自己忠誠的親信軍隊，以自己的親信將領“蒙古四傑”博爾術等四人出任統領，這是蒙古草原上有史以來一支常備軍。而在此之前，草原上諸部落的武裝力量都是民兵性質，閑時為民，戰時聚而為兵。常備軍的建立，有力地鞏固了成吉思汗的王權統治，加強了蒙古國的軍事實力，成為蒙古鐵騎的核心。
此外，成吉思汗還廢除了蒙古部落沿襲已久的一些“習慣法”。頒行了國家司法意義上的一些法律，盡管這眾多法規都是純粹按照成吉思汗個人意誌而製定的，有些十分野蠻而幼稚，比如成吉思汗規定“有人在水中便溺即處死刑”。但這些法律起到了鞏固國家統一政權，保持蒙古草原局麵穩定的作用。
成吉思汗通過各種政策和措施，大大加強了對蒙古草原的統治，使這個新生的統一的國家更其強大起來，聲威益振，周圍鄰部相繼望風歸附，使大蒙古國迅速發展壯大，為成吉思汗其後的對外擴張做好了準備。
鐵木真，現在應該稱他為成吉思汗了，並沒有因為統一了蒙古草原，建立了大蒙古國，而使自己的雄心，或者說野心得到滿足。相反，草原的統一，使他的力量增強了，也相應地讓他的征服欲、擴張欲更加膨脹，正是這樣永無止境的欲望，使成吉思汗在此後的二十年間直到死時，幾乎一刻不停地進行著對外侵略擴張的掠奪性戰爭。
於是在世界史上著名的，蒙古鐵騎的南侵和西征，開始了。
從1206年起，一直到1227年，成吉思汗對其南部鄰國、西夏、金國和西遼進行了多次入侵。