1206年，铁木真在斡难河畔举行的忽里勒台(大聚会)上被推举为蒙古大汗，号成吉思汗，建立了大蒙古国。蒙古国的建立，对蒙古族的形成具有很大意义。从此，中国北方第一次出现了统一各个部落而成的强大、稳定和不断发展的民族——蒙古族。凡是这个国家统辖的漠南、漠北地区，概称为蒙古地区，此地区各个部落的居民，统称为蒙古人。蒙古族这时从辽、金时期(916～1234)被统治的民族成为统治民族。

在伟大的政治家、军事家成吉思汗的率领下，从1219年到1260年，蒙古族三次西征，先后建立横跨欧亚的窝阔台、察合台、钦察、伊儿四大汗国。在西征的同时，又挥师南下。从成吉思汗到忽必烈，历经70余年征战，统一了中国，建立元朝。其疆域北至今西伯利亚，南至南海，东北至今乌苏里江以东，西南包括云南，都纳入元朝国家的行省建置。元朝设置宣政院，首次对西藏进行直接管辖。又设澎湖巡检司管澎湖和台湾。元朝对确立现代规模的中国版图作出了贡献。

由于南下或西征，蒙古族民众被征调各地，因此，蒙古族的分布散及全国。元至正二十八年(1368)，元朝灭亡，残余力量退居蒙古草原。蒙古分为东西两部：东部蒙古游牧于漠北和漠南，其首领为元室后裔，被视为蒙古的正统；游牧于漠西的瓦剌部(即原斡亦喇部)被称为西蒙古，与东蒙古有姻亲关系。

15世纪，蒙古南北被达延汗重新统一，分东部蒙古为喀尔喀、兀良哈、鄂尔多斯、土默特、察哈尔、喀剌沁(永谢布)六部。明末清初。蒙古处于分裂割据状态，以大漠为界，分为漠南蒙古、漠北(喀尔喀)蒙古、漠西(厄鲁特)蒙古三部分。漠南蒙古西部的俺答汗注意与明朝修好，发展贸易关系。俺达汗驻地库库和屯(今呼和浩特)修建城郭，商旅幅凑，成为漠南蒙古地区政治、经济、文化中心。清朝为了扫除后方的威胁，大举用兵，花了一个半世纪的时间统一了蒙古各部，实施盟旗制度。加强了对蒙古族的统治，保证了蒙古族地区的稳定与发展，但清朝在蒙古地区推广喇嘛教、实行“蒙禁”，导致蒙古族人口锐减、人口素质下降、经济文化水平落后，严重阻碍了蒙古族的发展。

自元代以来，蒙古族人民在中国的政治、军事、经济、科学技术、天文历算、文化艺术、医学等各个方面都做出了重大贡献。