大同地区自唐末五代以来，因失掉大唐“天可汗”的控御，又一次成为游牧人群互相残杀的大屠场。匈奴败走之后鲜卑继有其地。旋拓跋人、柔然人又相继迭兴，突厥人又破灭柔然，常来侵边。唐天皇年间唐藩镇资助回纥击破突厥，至唐末以来这里又是吐谷浑和沙陀人争夺的中心地带。之后契丹国建立，又统合此地区。宋徽宗宣和七年(1125)东部游牧部落女真人与南宋合力，突起击破大辽帝国，而建立大金帝国，辽人势力西迁，金人实力南向，因而遂使居留在今内蒙古、宁夏的北方和西方的各游牧人群获得新的发展的机会。
公元十一世纪游牧民族蒙古族于今西伯利亚贝加尔湖外蒙古克鲁伦河一带及其以北地区兴起。它分为尼伦部、都儿鲁斤部两大支。后被铁木真的尼伦部孛儿斤族统一。蒙古本为金朝属国，其牧地亦为金朝属地。铁木真在与塔塔尔作战时，金朝以其立功，封他为招讨使。大定二十九年(1189)始号铁木真汗。
铁木真统一蒙古后，实力雄厚，称尊漠北。宋宁宗开禧二年(1206)春，蒙古斡难河上大会，铁木真被选为成吉思汗(意为象海洋一样的统治者),并以大蒙古作为国号。其时他统治的地区，东起兴安岭，西迄阿尔泰山，南到阴山是一片极其广阔的地区。
成吉思汗即位后，曾到边界向金朝进贡，金章宗派遣叔父完颜允济接受贡献。完颜允济为人软弱能，成吉思汗瞧不起他，对他很不礼貌。泰和八年(1208)金章宗死，完颜允济嗣位，金朝派遣使臣将接位诏书传至蒙古，成吉思汗问使臣，新君是谁？当他得知是卫王完颜允济时，向南唾了口唾沫，骂道，“我以为中原皇帝都是天上人做，这种无能软弱之人也能做吗？我才不拜他呢？”立即跳上马背走开。
蒙古首领俺巴孩曾被金朝杀害，有此杀其宗亲大仇，成吉思汗一直没有忘怀。又选中昏庸无能的卫王做皇帝之机，因而果断与金朝决裂，加上时已征服西夏，消灭了侧翼威胁，于是积极备战。而当时金朝一心南进，不把这个地处极北高寒，南临沙漠的民族放在眼里，认为它“无甚可取”。
蒙古太祖五年(1210)春，成吉思汗统兵南下，由金居庸关外边堡长城外的汪古部为向导，绕道长城西端，经内蒙古陶林东北土城子之西，转向东南，直趋兴和县西北200里处的乌沙堡，揭开了蒙古与金战争的序幕。
金主闻知，速派人请和，遭到拒绝。于是命平章政事(丞相)独吉思忠、参知政事(副丞相)完颜承裕行省事，驻扎抚州(张北县北),命西京大同留守胡沙虎行枢密院事(专主西京兵权)以备蒙古。当时蒙古以克鲁伦河上游附近为基地，金以长城为警备线，以五京为国家军事政治的重心。在军队战斗方面，金由于占领中原后，全力内迁，远不如过去那样雄健。而蒙古族实行全民皆兵制度，故金之战斗力劣于蒙古。
蒙古太祖五年(1210)蒙古军攻下乌沙堡，又取野狐岭(大同孤山北)大肆劫掠而去。次年(1211)三月，成吉思汗再发兵南下。金完颜承裕调集各路精兵良将30万，号称40万，齐集西北。成吉思汗知金兵主力在会河川(万全县西)乃集其大军向东攻击，自将中军攻会河堡各寨。以左军进攻金獾儿嘴(今大同得胜口北的山嘴一带),左手万户木华黎军队战斗了一整天，伤亡惨重。
第二天攻打时，木华黎对军士宣誓，“敌众我寡，不豁出命来就不能攻克”于是亲自率领敢死队策马挺枪，冲入敌阵。成吉思汗指挥大军也冲入阵中。金之女真兵、契丹兵、汉军一时溃乱。蒙古军却喊声震天，在阵中反复冲杀，越战越勇，金军后退，蒙军紧追杀得伏尸遍野。西京留守金将胡沙虎退到会河堡，被蒙军包围。经过一场血战，金全军覆没。金之精兵良将大半损于此役。这次战争场面之宏大，杀之激烈，在大同战争史上也是屈指可数的。
是年十一月，金汾阳郡公郭宝玉屯兵白登城(阳高县)向蒙古投降。蒙古后军突开居庸关内外边堡长城，南下与乌沙堡东来的军队会师。成吉思汗命令大军从白登山两侧直扑金之西京。
西京大同府当时统辖今山西省、河北省、内蒙古、甘肃省的一部分和陕西省大部，为军事战略要地。蒙古兵围住西京，力攻七天七夜，金西京留守胡沙虎知道难以坚守，于是率领部下一百多骑弃城突围而逃。金西京各军群龙无首，也都纷纷向东退却，西京大同陷落。
成吉思汗派者别率三千骑追击，一直追至翠屏山口(今万全县北)金军再次被击败。溃军逃到居庸关下，金居庸关守将开城收容败兵中，不料蒙古骑兵突至，冲入关内，直向金的中都(今北京市)逼近，中都大震，城门日夜紧闭。蒙军掠其马匹、财物而归。
以成吉思汗的蒙古此时尚无领土观念，更无长久占领意图，因而每攻克大同后，不作占领准备，以杀人抢劫为能事，欲荡平城池而走之。虽取东京、西京，也只是一度占领而已，破坏之后即行退去。只是将降俘的金军、辽民及汉人皆带之北去分与诸将用作奴隶；或运往西域以换取马匹；部分留用押运财货；也有作为兵源补充；有一技之长者予以安置，从而使蒙古军中工匠日多，工具、兵器日增，以至于其战斗力愈来愈强。
这年冬天，成吉思汗驻跸金之西京地区，并分遣诸将攻下云内、东胜、武、朔等州，遂分别大掠而还。注意只是掠夺，并未屠城，以至于后来金王朝重新占领西京大同，和再后来的成吉思汗二、三次攻破大同城。
