早年經歷
公元1209年1月10日，蒙哥生於漠北草原，是成吉思汗之孫，拖雷的長子，拖雷正妻唆魯禾帖尼所生的嫡長子(元世祖忽必烈是嫡次子，旭烈兀是嫡三子，阿里不哥是嫡四子)。“蒙哥”的意思是永久。元太宗窩闊臺即位之前，以蒙哥爲養子，讓昂灰皇后撫育蒙哥。在他長大後，爲他娶火魯剌部女子火裏差爲妃，並且分給他部民。1232年年農曆九月拖雷去世後，才讓他回去繼承拖雷的封地。蒙哥多次跟隨窩闊臺參加征伐，屢立奇功。蒙哥沉默寡言、不好侈靡，喜歡打獵。公元1235年，蒙哥參加第二次蒙古西征，與拔都、貴由西征歐洲的不裏阿耳、欽察、斡羅思等地，屢立戰功，在裏海附近，活捉欽察首領八赤蠻。
爭得帝位
1248年農曆三月貴由去世後，由皇后斡兀立海迷失臨朝稱制，由於貴由與拔都早年不和，拔都拒絕奔喪。爲了對抗窩闊臺家族，拔都以長支宗王的身份遣使邀請宗王、大臣到他在中亞草原的駐地召開忽裏臺，商議推舉新大汗。窩闊臺系和察合臺系的宗王們多數拒絕前往，貴由皇后斡兀立海迷失只派大臣八剌爲代表到會。唆魯禾帖尼則命長子蒙哥率諸弟及家臣應召前往。
1250年，忽裏臺大會在中亞地區拔都的駐地召開，拔都在會上極力稱讚蒙哥能力出衆，又有西征大功，應當即位，並指出貴由之立違背了窩闊臺遺命(窩闊臺遺命失烈門即位)，窩闊臺後人無繼承汗位的資格。大會通過了拔都的提議，推舉蒙哥爲大汗。
窩闊臺、察合臺兩家拒不承認，唆魯禾帖尼和蒙哥又遣使邀集各支宗王到斡難河畔召開忽裏臺，拔都派其弟別兒哥率大軍隨同蒙哥前往斡難河畔，但窩闊臺、察合臺兩家很多宗王仍不肯應召，大會拖延了很長時間。
由於蒙哥的母親唆魯禾帖尼的威望甚高，並且善於籠絡宗王貴族，多數宗王大臣最終應召前來，1251年農曆六月在蒙古草原斡難河畔舉行忽裏臺大會，1251年7月1日，宗王大臣們共同擁戴蒙哥登基，蒙哥成爲大蒙古國皇帝(蒙古帝國大汗)，蒙哥即位的當日，尊唆魯禾帖尼爲皇太后。此後，爲了鞏固汗位，唆魯禾帖尼鎮壓反對者毫不留情，並親自下令處死元定宗貴由的皇后斡兀立海迷失。
自此汗位繼承，便由窩闊臺家族轉移到了拖雷家族，皇族內部的分裂，爲後來大蒙古國的徹底分裂，埋下伏筆。
勵精圖治
1251年7月1日，蒙哥即位後，窩闊臺系諸宗王拒絕承認，後率兵鎮壓之，又以弟忽必烈領漠南漢地軍政事務。
他在位時，兩位畏兀兒人因爲與窩闊臺家有牽連被害，一位名爲鎮海，一位名爲薩倫迪的亦都護，後者因爲被指準備在星期五禮拜對別失八里的回回人進行屠殺，後來被送到和林處死。1258年，高麗崔氏政權跨臺，高麗國王投降大蒙古國，雙方達成和平協議。高麗成爲大蒙古國藩屬國，但保留高麗原有政府體系和傳統文化，“從其國俗”、“自奏選屬官”。
擊滅大理
1252年六月，命弟忽必烈南征大理國。七月，忽必烈率軍出發。1253年八月，忽必烈率軍從陝西出發，進攻位於今雲南等地的大理國。1254年1月2日，忽必烈攻克大理城，國王段興智投降，大理國滅亡，雲貴高原併入大蒙古國版圖。1256年，段興智前往漠北和林皇宮覲見蒙哥，被蒙哥任命爲大理總管，子孫世襲。從1254年忽必烈滅大理國，到1382年駐守雲南的元朝樑王把匝剌瓦爾密兵敗自殺，元朝大理總管段世戰敗歸降明軍，元朝統治雲南地區長達128年。
遠征西亞
1253年六月，蒙哥命弟旭烈兀率大軍十萬西征。旭烈兀的西征軍從漠北草原出發，1256年大軍渡過阿姆河後所向披靡，先攻滅波斯南部的盧爾人政權，1256年攻滅位於波斯西部的木剌夷國(阿薩辛派)，1258年滅亡巴格達的阿拔斯王朝，1260年3月1日，滅亡敘利亞的阿尤布王朝，並派兵攻佔了小亞細亞大部分地區。
攻佔敘利亞後，旭烈兀西征軍兵鋒抵達今天地中海東岸的的巴勒斯坦地區，即將與埃及的馬木留克王朝交戰，此時旭烈兀得到使者帶來的帝國最高統治者蒙哥在四川去世的消息，於是只派先鋒怯的不花率不到一萬軍隊駐守敘利亞，自己率大軍開始東返。1260年9月3日，埃及馬木留克王朝趁着旭烈兀攻率主力東返，攻佔敘利亞，殺怯的不花，旭烈兀憤怒至極，本想率軍繼續西征，但此時他和欽察汗國的別兒哥汗因爲爭奪阿塞拜疆爆發了戰爭，只好結束西征。
旭烈兀東返途中得到忽必烈和阿里不哥爭位的消息，於是留在西亞，自帝一方，並宣佈支持忽必烈，後來被忽必烈封爲“伊兒汗”，西亞的伊兒汗國從此建立。
進攻南宋
1258年，蒙哥、其弟忽必烈和大將兀良合臺分三路大舉進攻南宋。1258年農曆七月，蒙哥親率主力進攻四川，一路所向披靡，攻克四川北部大部分地區，1259年初，在合州(今重慶合川區)釣魚城下攻勢受阻。數月不能攻克，1259年8月11日，蒙哥因病去世於合州釣魚山，一說重傷而死，享年五十歲。蒙哥臨終前留下遺言，將來若攻下釣魚城，必屠殺全部軍民百姓(此事《元史》《新元史》《史集》均無記載，應該是野史傳聞，此三本史書記載的蒙哥是病逝，和釣魚城無關)。不過，後來釣魚城於1279年投降時，忽必烈赦免了所有軍民。
蒙哥去世前雖未能滅南宋統一天下，但是他的去世，對當時的世界格局，有極大的影響，蒙哥去世導致了旭烈兀統帥的第三次蒙古西征被迫中止，而且，蒙哥去世以後即爆發了其弟忽必烈與阿里不哥繼位之爭，最終導致大蒙古國(蒙古帝國)的分裂。
1259年8月11日，蒙哥病逝。
1266年十月，太廟建成，制尊諡廟號，元世祖忽必烈追尊蒙哥廟號爲憲宗，諡號桓肅皇帝。
1271年十一月，忽必烈將國號“大蒙古國”改爲“大元”。
