如何处理贵由的重臣镇海丞相，蒙哥、阿里不哥与忽必烈发生了尖锐分歧。蒙哥、阿里不哥提出，镇海作为贵由的丞相，参与了海迷失后及其诸子的夺权阴谋，应该像野里只吉父子一样处以极刑。忽必烈认为，综观镇海一生，他还是功大于过，不应将他处死，而应留用，发挥他的才能。阿里不哥坚决反对，别儿哥也支持蒙哥的意见，忽必烈的意见最后被否定，镇海终于被处死。
贵由后海迷失不肯认输，迟迟不向新任的大汗低头。白云观（选自《图说北京史》）蒙哥下令将她逮捕，双手缝在革囊中押到唆鲁禾帖尼王后的斡耳朵去审讯，失烈门的夫人也一起受审。唆鲁禾帖尼王后命令用处置贵族的不流血的办法，将她包在一个革囊中投入河中淹死了。失烈门的夫人也参与了政变阴谋，也被这样处死。周良霄先生在《元代史》中说：“蒙哥即大汗位，在大蒙古国历史上是一次划时代的转折。它是大汗位从窝阔台系转入拖雷系的开始。黄金家族内部，第一次为争夺汗位而互相残杀。”
元宪宗蒙哥蒙哥继位，设立行省
强化汗廷权力《元史？宪宗纪》曾经概括了蒙哥不同于窝阔台父子的特点：“帝刚明雄毅，沉断而寡言，不乐燕饮，不好侈糜，虽后妃不许之过制。初，太宗朝，群臣擅权，政出多门。至是，凡有诏旨，帝必亲起草，然后行之。御群臣甚严。”“性喜畋猎，自谓遵祖宗之法，不蹈袭他国所为。然酷信巫觋卜筮之术，凡行事必谨叩之，殆无虚日，终不自厌也”。蒙哥处理了镇海等一批汗廷执政官员，自然需要有一批新的官员来处理日常政务，他立志改革贵由汗在位时的弊政，希望蒙古汗国能重新振作。除了任命忙哥撒儿为大断事官外，又“以孛鲁合掌宣发号令、朝谨贡献及内外闻奏诸事，以晃兀儿留守和林宫阙、帑藏，阿兰答儿副之”。《世界征服者史》称他们为“国之大臣”，孛鲁合的地位仅次于大断事官忙哥撒儿，故《也先不花传》直呼其为“中书右丞相”。铁可墓志（选自《图说北京史》）
他手下那些官员们“由谙习波斯文、畏兀儿文、契丹文、吐蕃文等等的各种书记随同，以致无论向什么地方宣写敕旨，都可以用该民族的语言和文字颁发”。
针对窝阔台以来汗廷重臣和诸王贵族以权谋私情况，蒙哥大汗对中央政府的官吏规定了严格的纪律，禁止中央政府官吏勾结商人放高利贷，不准他们贪污受贿，也不允许他们直接逮捕人；既不允许官吏私设公堂、鱼肉百姓，又要求他们对了解到的案情及时上报大汗，将刑法大权收归中央政府和大汗。
与窝阔台、贵由、乃马真氏掌权时官吏的组成有很大区别：第一，他不像窝阔台那样重用耶律楚材等汉法派重臣，而是重用自己上台时的支持者，或“卓有旧劳而据有权势”者；第二，他既不像乃马真氏那样重用伊斯兰商人，也不像贵由那样重用基督教徒，虽然继续执行成吉思汗以来的信仰自由政策，但用人行政的偏重点则更倒向蒙古草原的萨满教；第三，由于他的“刚明雄毅”，他当政时对“群臣擅权，政出多门”的现象有所纠正，加强了中央的汗权；第四，在他当政期间，蒙古中央政权逐步从军政不分过渡到军政分工进一步分明，不同官吏的职责与权限也逐步明确；第五，蒙哥上台后，蒙古汗国军队的百分之八十左右掌握在他们兄弟手中，从而结束了窝阔台父子掌权时对绝大部分军队只有征调权而无隶属权的状况，蒙古大汗终于成为集政权与军权于一身的最高统治者。蒙古汗位从窝阔台一系转移到拖雷一系，是一次影响深远的变化，它在客观上为后来忽必烈的上台扫清了道路。
铁可墓出土的铜镜（选自《图说北京史》）
加强行尚书省对各地的统治据《元史？宪宗纪》记载，蒙哥大汗对全国各地的统治采取的是遍设行尚书省和亲王出镇并行的制度。以牙剌瓦赤等充燕京等处行尚书省事，赛典赤等佐之；以讷怀、塔剌海等充别失八里等处行尚书省事；以阿儿浑充阿姆河等处行尚书省事，法合鲁丁等佐之。早在成吉思汗时，就开始在被征服的中原和西域推行了行尚书省制。蒙哥当政时主要从以下几个方面加强对地方的统治：一是委派大汗的亲臣近臣出任行省长官。蒙哥在惩治、撤换各地反对派的同时，精心挑选了政治上可信、经验丰富、能力卓著的行省长官，从而进一步加强了对全国各地的有效统治；二是清理长期以来诸王贵族以权谋私的行为，加强对诸王贵族和商人的管理。《史集》记载，蒙哥曾下令凡从成吉思汗、窝阔台合罕和贵由汗时代以来，从他们和其他宗王处获得的玺书、牌子，全部收回，今后宗王们未经请示陛下的大臣，不得书写和颁发涉及各地区事务的令旨。这既是对以往弊政的改革，也是限制诸王贵族权利、加强中央汗权的一个重要措施。而规定诸王贵族和使者们乘坐驿马不得超过规定的数目，“不得沿途夺取居民的马匹”，“不得索取超过规定的供应物”，则是对诸王贵族、各级官吏欺压、掠夺百姓行为的一种限制；三是清查户口，核定税收，减轻百姓负担。早在窝阔台七年（1235），蒙古政权就曾经进行过一场户口普查和登记工作。蒙哥大汗即位后的第二年（1252），铁可墓出土的影青玉壶春瓶
（选自《图说北京史》）派出使者到汉地普查户口，规定“诸王、公主、驸马并诸投下不得擅行文字、招收户计”，所有人户均以现居登记入籍，与本处民户一体依例当差，违背者本人处死，财产没收。经过这次户口普查，全国户数比窝阔台时增加了20余万户。在斡罗思，他下令让拔都之弟别儿哥也进行了户口普查。在中东地区，则由阿儿浑进行了户口普查和赋税整理工作。
为了减少临时性的征派，蒙哥大汗规定，汉地每户每年纳银6两，称为“包银”。后来又改为每年每户征银4两，其中2两输银，2两折收丝绢、颜色等物。《史集》记载说：蒙哥大汗“规定了年税：在汉地各地区，一个富人应缴纳十个底纳儿，穷人则按比例缴纳一个底纳儿；在河中地区，缴纳同样的（数目）；在呼罗珊，富人缴纳七个底纳儿，穷人缴纳一个底纳儿”。“向牧地征收的名为‘忽卜出儿’的税，各种牲畜每一百头缴纳一头，不满一百头时，就什么也不缴纳。至于逋负，无论何地何人所欠，均不向居民收取”。对于各地百姓多年拖欠的赋税，蒙哥则下令免征。其“用意在于缓和臣民的处境，而不是增加国库的财赋”。他还曾经降旨：“命令收税人和文牍吏，不得徇私偏袒，不得收受贿赂。”以上措施对稳定蒙古汗国的统治，减少社会矛盾起到了积极作用。
元宪宗蒙哥远征西亚，攻占巴格达
蒙哥即位后，一方面承认了成吉思汗以来所封宗王的权力与地位，一方面处理了自己的反对派。窝阔台汗国不仅被一分为六，而且他们曾经掌握的8千军户也被剥夺了5千户。蒙古汗国的主要军力基本上掌握在蒙哥兄弟手中。他派自己的二弟忽必烈总领漠南汉地军民事，为南下伐宋做准备；不久又派遣同母弟旭烈兀西征木剌夷国和报达；其同母幼弟阿里不哥及庶弟木哥等则留在汗廷，成为他治理国家的左膀右臂。
布哈拉城墙遗址（选自《帝国草原成吉思汗》）元宪宗二年（1252）至元宪宗三年间，蒙哥大汗任命他的另一兄弟旭烈兀率军西征。从东西大军中每10人抽2人拨归旭烈兀。并派自己的一名幼弟去跟随他，还从拔都的钦察汗国、察合台汗国以及驸马、诸王那里“调集一队将官”；又派人到中国北方“去取射石机和火油投掷手”，让他们“派来一个炮手、火焰放射手、弩手的汉人千人队”。进攻的主要目标是中东地区的两个宗教政权：阿剌模忒的亦思马因派王国——木剌夷和报达的阿拔斯王朝哈里发教廷和叙利亚等地。
元宪宗二年（1252）秋，由出身乃蛮部的怯的不花率领先锋军出发；第二年十月，旭烈兀率西征主力西进。元宪宗五年（1255）九月，抵达撒马尔罕。第二年初，渡过阿姆河，向伊朗推进。
灭亦思马因派的木剌夷国亦思马因是古代伊斯兰教什叶派的一支，源自阿里的后裔、第5代教长之长子亦思马因。其子摩诃末继续传教，形成了一个特殊的教派。11世纪初，此派的传教士哈散撒巴到波斯传教，占据了里海以南的阿剌模特堡及其周围的360余座山寨，建立起一个与黑衣大食匹敌的伊斯兰强国——木剌夷。《世界征服者史》称其为“异端的诸堡”，《史集》称其为“邪教徒”，正统的伊斯兰教徒也称他们为“异端”。蔡美彪先生主编的《中国通史》第7册说“木剌夷经常出外暗杀和抢掠财物，在波斯诸大城中造成恐怖。蒙哥随从拔都西征时，已经得知木剌夷的祸患，决意把他们消灭”。由此可知，木剌夷国是由古代的恐怖分子组成的一个特殊的宗教国家，他们用特殊的手段培养刺客，令其刺杀“未服之国”的国主，包括周围的伊斯兰国家，也包括蒙古汗国。正由于此，正统的伊斯兰教派国家黑衣大食视其为邪教、异端，蒙古汗国的大汗蒙哥则命令旭烈兀把他们“统统杀死”。成吉思汗西征时，木剌夷曾经投降了蒙古军队。但成吉思汗撤军后，它又宣布独立。此时的木剌夷国王阿剌丁既昏庸无能，又刚愎自用，国内一片混乱，其子鲁克鲁丁忽儿沙杀父篡位。当旭烈兀的大军到达时，鲁不鲁丁派人假意向旭烈兀表示投降和效忠，旭烈兀一方面与之周旋，一方面加紧了进攻的准备。元宪宗七年（1257）初，鲁克鲁丁被迫投降，被遣送和林，途中被杀，木剌夷国灭亡。
哈布图哈撒尔敖包（选自《成吉思汗陵》）推翻阿拔斯王朝阿拔斯王朝即伊斯兰教逊尼派在报达（巴格达）建立的另一个宗教国家，中国史籍上称其为“黑衣大食”，其国王是伊斯兰教的名义领袖哈里发。当时已经传到第36代，正是哈里发谟斯塔辛统治时期。此时的阿拔斯王朝已经日趋衰落，所辖领土仅有伊拉克阿拉伯一带。其首都报达位于底格里斯河与幼发拉底河之间，地处东西方的交通要道，既是伊斯兰各国的政治文化中心，又是一座繁荣的商业城市。
元宪宗七年（1257）九月十日，旭烈兀派急使到哈里发处劝降，经过反复交涉，哈里发仍然不肯出城投降。同年十一月，旭烈兀指挥蒙军分三路包围了报达。第二年二月十日，哈里发带领3个儿子和大臣出城投降。二月十三日，蒙古军队进城，“开始挨家挨户掠夺和屠杀”，死亡人数据说高达9万人（一说为数10万）。旭烈兀逼迫哈里发交出了暗藏的财宝，并下令运走了巴格达积累500年的财产。二月二十日，旭烈兀下令处死哈里发谟思塔辛，任命阿里八都儿为报达长官，阿拔斯王朝黑衣大食灭亡了。
元宪宗九年（1259）九月，旭烈兀按原定计划开始了对叙利亚和埃及的征服战争。第二年攻陷阿勒颇和大马士革。由于蒙哥死讯传来，旭烈兀将前线军事委托给大将怯的不花，自己返回蒙古。埃及算端调其主力在大马士革以南的阿音扎鲁德与蒙古军队决战。蒙军先胜后败，其主将怯的不花被杀，蒙军几乎全军覆没。埃及军队乘胜夺回阿勒颇和大马士革，叙利亚全境及幼发拉底河以外尽归埃及所有，从此双方展开了多年争战，但蒙古军队始终未能征服埃及。
元宪宗蒙哥三路攻宋，命丧钓鱼城
三路攻宋元宪宗八年（1258）夏秋之交，蒙哥大汗开始三路攻宋。西路军由蒙哥大汗亲自率领，由陕西进攻四川；东路军由东道诸王塔察儿率领，从河南进攻荆襄；南路军由兀良合台率领，由云南出广西沿湖南北上，进攻檀州，意在与东路军会师于鄂州（今武汉）。蒙哥汗的西路军是三路大军的主力，大将纽邻任先锋，汗长子阿速台、亲王木哥、万户孛里叉、大将哈剌不花、乞台不花、浑都海，汉军万户刘太平、史天泽、刘黑马，汪古部大将汪德臣、汪良臣、汪惟正等随军参战，总数约10万人左右。战争一开始，西路军进军相当顺利，先锋纽邻在乞台不花、刘黑马等将领的协助下，在遂宁大败南宋刘整的军队，不久占领了四川重镇成都。纽邻令刘黑马留守成都，自己与副将乞台不花等率15000骑兵沿沱江南下，进攻叙州，活捉宋将张实。然后沿长江顺流而下，至涪江，造浮桥，驻军桥南北，阻止南宋援军。蒙哥接到捷报，立即率主力由陇州入大散关，让木哥率军