1225年春,成吉思汗回到蒙古,在土拉河河畔的營帳中平靜地度過了1225年的冬天和1226年的夏天。現在的他足以使北京到伏爾加河的世界為之震顫。他派長子朮赤統治鹹海至裏海之間的草原。同時他也深感憂慮:羽翼漸豐的朮赤越來越難以駕馭,父子間的分裂傾向日益明顯。然而,1225年朮赤的去世,使得二人的矛盾未能公開激化。
此時的西夏雖然已經成為蒙古人的屬臣,卻不願意履行職責派軍隊參加攻打花剌子模。甚至當蒙古人向他們正式求援時,其貴族阿沙甘不還冷嘲熱諷地說:如果成吉思汗沒有足夠的軍隊,他就不配行使至高無上的權力。如此的忤逆言行,對於成吉思汗來說自然是無法容忍的。
在處理了花剌子模的善後事務後,他立即出兵征討西夏。對於此次行動,成吉思汗還有更深層的考慮:如果要完全地征服金朝,對甘肅、阿拉善和鄂爾多斯這些戰略重地的佔有是十分必要的。1226年秋,他發兵征討西夏,於當年年底攻陷了靈州,隨後展開對西夏都城,即今寧夏城的圍攻。
蒙古人再次使用了在阿富汗屢試不爽的「以夷制夷」的手段。為躲避蒙古人帶來的噩夢,西夏人到處藏身,但還是傷亡慘重,屍橫遍野。在此期間,成吉思汗在清水河河畔和隆德地區紮營。1227年8月18日,壯志未酬的他在平涼以西地區去世,享年65歲。此後不久,蒙軍攻破了寧夏,按成吉思汗的最後命令,他們屠殺了全城居民。
蒙古人把成吉思汗葬在斡難河和怯綠連河河源邊的肯特山上,成吉思汗曾多次在此得到騰格里的鼓勵和保佑。1229年,成吉思汗的繼承者窩闊台以蒙古方式舉行了盛大的儀式來祭奠他:為他的靈魂供三日飯菜,從那顏和將軍家族中挑選40名美女,使之穿戴華貴,連同駿馬一起為成吉思汗陪葬。