在西京方向，成吉思汗率兵包围威宁（今内蒙兴和北），守城千户刘伯林开城投降。成吉思汗派他与耶律秃花一起征讨、招降山后诸州县。刘伯林是投降蒙军最早的汉族将领。后来，他的儿子刘黑马为蒙古灭金立下战功，与史天泽、张柔、严实被封为汉军四大万户。成吉思汗接着派兵包围西京，采取围城打援的办法，在西京东北的密谷口设伏，歼灭金元帅左都监奥屯襄所率金军援兵。攻城时，成吉思汗被流矢射伤，遂撤围而去。
这年冬天，蒙军骑兵扫荡了金国辽东大后方和首都西面邻近的城垒后，又撤回到漠北草原休整。
1213 年，成吉思汗指挥15 万蒙古骑兵第三次进攻金王朝。蒙军仍沿着1211 年秋天东路军的进军路线，取道野狐岭，走直线捷径，向中都方向进攻。
金主永济获悉成吉思汗又率大军向中都方向进攻，急派左丞相完颜纲、元帅右监军术虎高琪带兵15 万，出居庸关，北上迎战蒙古大军，并令南口至怀来沿线守军加强防守。
成吉思汗的先头部队击溃了沿线金军守兵，再克宣德、德兴诸城，到达怀来（今河北怀来东）、缙山（今北京延庆）一线，与完颜纲、术虎高琪所率金兵遭遇。
成吉思汗传令各侦察分队继续深入敌后侦察，摸清金军的部署情况。
完颜纲和术虎高琪吸取1211年金军在野狐岭之战中惨败的教训，将部队分散部署，依托怀来和缙山要塞，互为犄角，以阻击蒙军。同时，他们准备万一前锋作战失利，就主动撤退，收缩防线，因此在南口至居庸关一线，加强了守军和物资屯集。
但是，完颜纲和术虎高琪的部队由汉族军和譔军组成，士气低落，且初到前线，作战物资不足。
成吉思汗兵分两路，首先消灭了全军的外围警戒部队，然后乘金军立足未稳，迅速包围了怀来和缙山要塞，并派出强大的先遣部队向敌后搜索，切断要塞守军与后方的联系。
成吉思汗决定先围困守军，待其粮草耗尽，然后从三面实施强攻，故意在朝其后方方向网开一面，诱其出逃，在其运动中追歼。蒙古骑兵在头一个月中将怀来、缙山两处要塞守军围得水泄不通，并多次击退从南面而来试图接应的金军援兵。
现在，金军守军的粮草逐渐减少，城外援军无法靠近守军，运不进一粒粮食。完颜纲守怀来，术虎高琪守缙山，他们分别组织多次夜间突围，但均被蒙军击退。
双方在怀来、缙山一线对峙了一个多月。
成吉思汗估计金军守兵粮草耗尽，急于突围，便于天亮前从西、北、东三面，同时强攻怀来、缙山要塞。在黑夜的掩护下，蒙军骑兵变步兵，前赴后继，猛攻要塞。
完颜纲、术虎高琪像1211 年野狐岭战役中的金军统帅一样中计，带着绝望的汉族军和譔军向南突围。蒙军网开一面，让金军步、骑兵往南溃逃。
成吉思汗和诸将见冲锋的时机到了，命令全体将士换乘快马，向溃逃的金军冲杀过去。
蒙军骑兵的追杀如同野狐岭之战一样残酷。成吉思汗命令部下将金军士兵赶尽杀绝，他们一路追杀，一直杀到居庸关北口，才为长城所阻。金军15万将士几乎被全歼，一路上积尸如烂木。完颜纲和术虎高琪带少数残兵败将逃回关内。
好在完颜纲和术虎高琪比前任统帅棋高一着。他们已令后方守军铸铁为门，封锁居庸关，并布三角形的铁蒺藜百里，阻止蒙军骑兵冲突。成吉思汗见一时难以攻入关内，便采用曾出使过金国的札八儿火者的计策，命客台、薄察二将统兵2.5万人驻守居庸关北口外，与金军对峙；命哲别率3万人，由札八儿火者带路，走小道，袭取南口，与客台、薄察部对金军南北夹击，夺取居庸关。自率大军迂回南下，袭破紫荆关（今河北易县西北），从西南方向进攻中都。
正当蒙军向中都逼近时，胡沙虎带领5000 名驻防中都城北的武卫军发动政变。他们攻入皇宫，杀死了金主永济，自称监国都元帅。8月，胡沙虎迎立完颜珣为帝，即为金宣宗，自任太师、尚书令、都元帅、泽王。胡沙虎的政变进一步削弱了金军的指挥控制能力。
金宣宗获悉成吉思汗亲率大军绕过长城，偷取飞狐道，南入紫荆关，急令术虎高琪从居庸关赶往紫荆关，阻击成吉思汗入关。但是，蒙军已抢先夺关，接着攻克涿州，向中都逼近。
与此同时，哲别部偷袭南口成功，向南向北，沿关沟向居庸关进攻，与关外的客台、薄察部合力攻击。金长城守军腹背受敌，顷刻崩溃，居庸关沦陷。蒙军出南口，进抵中都城下，与北上的成吉思汗军队会师。当蒙军兵临中都城下时，金军高级将领之间又起内讧。术虎高琪兵败回京，担心被治罪，先下手为强，率兵包围太师胡沙虎的住宅，杀死胡沙虎。金宣宗本来畏惧胡沙虎的权势，见其被杀，心中暗喜，便赦免术虎高琪，并任命他为左副元帅。
成吉思汗见中都城坚池深，难以攻破，便命客台、哈台二将率兵5万人包围中都，并分兵把守城北居庸关要道。他决定大军不回漠北草原过冬，兵分三路，继续进攻，扫荡金国南境和辽西：术赤、察合台、窝阔台率右路军，从太行山东麓南下，攻取河北、河南诸府州县；成吉思汗与拖雷率中路军，从中都南下，扫荡河北东路与山东诸府州县；合撒儿、别勒古台、帖木格率左路军，扫荡河北东北部和辽西诸地。金王朝为对付京师北面的蒙军，已多次从山东、辽西、河北、河南、山西诸路抽调地方驻屯军保卫京师，却先后在居庸关以北全军覆灭，结果大后方兵力空虚，防守薄弱。成吉思汗的三路大军在华北原野上纵横驰骋，如入无人之境，攻城掠地，势如破竹。从1213年年底到1214 年初，数月之间，蒙军攻破金国九十余郡。
在这次大扫荡战中，蒙军经常先攻掠乡村，然后驱赶村民走在阵前，围攻城镇，结果守军不忍射杀父老乡亲，纷纷投降。
在扫荡战中，蒙军骑兵还实施残酷的屠城政策。例如，术赤三兄弟指挥的右路军攻下保州（今河北保定）后，将城中百姓和士兵赶出城外，不论男女老幼，杀死几十万，尸首码得几与城齐高。蒙军士兵杀人取乐，他们纵火焚烧房屋，摧毁城池，所到之处几成废墟。
成吉思汗还下令掳掠人口和财物。蒙军打到哪里，就将哪里的金帛、子女和牛羊马畜席卷而去。例如，永清地主史秉直降蒙，成吉思汗命其带着十多万户汉人，迁往漠北，途中冻死饿死无数。蒙军掳走的耕牛亦不计其数。
1214 年春天，蒙军三路大军结束扫荡作战，会师中都城下。成吉思汗把金帐设在中都北郊大口，派阿剌浅为使者，进入中都，逼金宣宗犒师求和。
金宣宗无可奈何，将卫王永济的女儿歧国公主献给成吉思汗，并奉送童男女各500 人，战马3000匹，金帛若干。金丞相、都元帅完颜福兴（承晖）受命送成吉思汗出居庸关。
蒙军全部撤回漠北草原，未占金国一城一地。金王朝再派官吏镇守被蒙军攻破的州县。蒙金之间出现短暂的和平。
5月，金宣宗因畏惧蒙军再次从蒙古草原直攻中都，决定迁都南京（今河南开封）。他命丞相兼都元帅完颜福兴、尚书左丞抹燃尽忠等文武官员协助太子完颜守忠留守中都，自率六宫南迁南京。
6月，护驾南迁的契丹族譔军因受歧视，前进到良乡（今北京房山东）时哗变，杀死原带队指挥官，推举斫答为帅，折回中都。完颜福兴闻变，下令收起吊桥，紧闭城门，率部严阵以待，阻止叛军入城。斫答遣使至漠北，宣布投降蒙古。
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