由於蒙古禁止對宗教徒殺害和擄掠，北方眾多的漢人地主官員“去為黃冠”，投入全真道，借以保全他們的家室財產。所以，此時的丘處機不僅是宗教的領袖，也是一些不仕金朝的漢人地主儒生的一個代表。
他是應成吉思汗的隆重邀約而遠道西來的。
成吉思汗在統兵西行之前，已接近六十高齡，憂慮著歲月無多了。他在出發前曾召集蒙古貴族安排了身後的國事。如果他一旦死去，指定由第三子窩闊台承繼汗位。成吉思汗一麵準備著死的到來，一麵又很想找到辦法得以長壽或不死。他聽到丘處機的大名和許多傳說，就在1219年，派遣一個工匠出身的漢人官員劉仲祿拿著他的詔書去萊州，邀請丘處機來講授長生不老之術。
當然，成吉思汗不僅是想從他那裏得到長生的藥方，也還想得到怎樣征服和統治漢地的藥方。
丘處機在1220年自萊州經燕京（金中都）到達宣德。次年春二月，由劉仲祿陪同，自宣德啟程，經由魚兒濼北上，直抵克魯倫河畔蒙古駐軍的營帳。然後再折向西行。
這一帶，正是當年蒙古各部無止境地相互殺掠的戰場。如今成吉思汗已統一了蒙古各部落，蒙古牧民在這裏往來放牧，草原上已是一派升平景象了。這裏的一切，對於生長萊州的老道士顯得異常新鮮。他看到無際的山川、成群的牛馬是那麼可愛，人們的飲食起居、風俗習慣又和中原文化那麼不同。禁不得哼了一首詩：
極目山川無盡頭，
風煙不斷水長流。
如何造物開天地，
到此令人放馬牛？
飲血茹毛同上古，
峨冠結發異中州。
聖賢不得垂文化，
曆代縱橫隻自由。
再往西行，路過成吉思汗後妃的營帳，現在留駐這裏的是金朝和西夏所獻納的兩位公主。他們把奶酪等食品送給道士。道士也在這裏開始看到黍米和麵粉。這是天山一帶歸附後，西域商人們從那裏遠道運來的。所以仍是昂貴的珍品。
這年秋天，丘處機到達阿爾泰山地區的鎮海城。城裏有大批擄來的漢人工匠。城的四郊有了農業經營。這些離鄉已久的漢族人民見到來自故鄉的道士，紛紛上前來歡呼。道士已在旅途走了半年，現在才又開始見到些家鄉風味。但他不得在此久住，鎮守此城的將軍鎮海親自陪送他登程，繼續西進。
丘處機越過阿爾泰山，到達別失八裏（今新疆吉木薩爾護堡子）便又是一番景象了。畏兀兒的王官、士庶、僧道出城遠迎，貴族們向道士獻上了特產的葡萄酒。丘處機在這裏也看到了不少的漢人。
經由西遼東部舊地，進入花剌子模，需要跋涉許多山川。丘處機克服了一路的艱險，終於在1221年的冬天，來到撒麻爾幹城下。
1222年春三月，成吉思汗在阿母河畔的營帳第一次接見了丘處機。這年十月再次召見，正式論道三日。在論道時，成吉思汗命令左右一切人員都暫時離開，隻留下護送道士的鎮海、劉仲祿陪侍於外，命契丹人耶律阿海作翻譯。丘處機並沒有拿出什麼長生不死的藥方。他初次見到成吉思汗時就坦率地說：我從來沒有什麼長生不老的靈藥，隻有養生的方法。可是，他和成吉思汗的幾次秘密談話中，卻屢屢講述了漢人的封建政治學。為治之方，“以敬天愛民為本”；長生之道“以清心寡欲為要”。成吉思汗依據他對金朝作戰的經驗教訓，對這些新鮮道理，似乎有所體會。
他命令耶律阿海用漢字把丘處機的談話記錄下來。又命鎮海用蒙古畏兀兒字記下，說要把這些道理傳給他的子孫。
1223年，成吉思汗自忽章河回師，丘處機隨軍東行，一路上又陸續講述了他的封建政治觀點。但這位高年的道士顯然是很不習慣隨同蒙古騎兵行路，便要求先自回去。他拒絕了成吉思汗的一切賞賜，隻接受了一張保護道眾、免征差發的詔書。他拿著這張詔書回到燕京，便留在這裏，主持道觀。