元宪宗桓肃皇帝，名蒙哥，是睿宗拖雷的长子。他的母亲是庄圣太后，怯烈氏，名唆鲁禾帖尼。戊辰年（公元1208年）十二月三日，蒙哥出生。当时黄忽答部有个通晓天象的人，说蒙哥日后必定大富大贵，所以给他取名蒙哥（蒙哥在汉语中是长子的意思）。太宗窝阔台还未登基时，将蒙哥收为养子，托付给昂灰皇后抚养。蒙哥长大后，太宗为他迎娶火鲁剌部女子火里差为妃，并分给他一些部民。睿宗拖雷去世后，才让蒙哥回到自己的藩邸。蒙哥跟随军队出征讨伐，屡次立下奇功。
他曾攻打钦察部，钦察部的首领八赤蛮逃到了海岛上。蒙哥得知后，迅速进军，抵达当地时，恰逢大风把海水吹退，海水变浅可以渡过。蒙哥高兴地说：“这是上天为我开路啊。”于是进军消灭了八赤蛮的部众，擒获八赤蛮，命令他下跪，八赤蛮说：“我是一国之主，怎能苟且求生？况且我又不是骆驼，为什么要向人下跪？”蒙哥便命令将他囚禁起来。八赤蛮对看守的人说：“我逃到海里，和鱼没什么两样，然而最终还是被擒获，这是天意。如今海水回流的时间快到了，你们的军队应该早点回去。”蒙哥听说后，立即班师，而海水已经回流，后军有人是漂浮着渡海回来的。蒙哥又与诸王拔都征讨斡罗思部，来到也烈赞城，他亲自上阵搏斗，攻破了这座城。
戊申年（公元1248年），定宗贵由驾崩，朝廷很长时间没有新君即位，朝廷内外人心惶惶，众人都看好蒙哥，然而觊觎皇位的人也不少，立君的事情一直没有定下来。诸王拔都、木哥、阿里不哥、唆亦哥秃、塔察儿，大将兀良合台、速你带、帖木迭儿、也速不花，都在阿剌脱忽剌兀之地会合，拔都率先提议拥立蒙哥。当时定宗皇后海迷失派来的使者八剌在座，他说：“从前太宗命皇孙失烈门为继承人，诸王百官都知晓此事。如今失烈门还在，却商议要立别人，将他置于何地呢？”木哥说：“太宗有命令，谁敢违抗？然而之前商议立定宗，是由皇后脱列忽乃和你们这些人做的决定，那么违抗太宗命令的，正是你们，现在又能责怪谁呢？”八剌无言以对。兀良合台说：“蒙哥聪明睿智，这是人所共知的，拔都的提议很正确。”拔都随即向众人宣布决定，众人都表示响应，立君的事情就这样确定下来。
宪宗元年辛亥（公元1251年）夏天六月，西方诸王别儿哥、脱哈帖木儿，东方诸王也古、脱忽、亦孙哥、按只带、塔察儿、别里古带，西方诸大将班里赤等，东方诸大将也速不花等，又在阔帖兀阿阑之地举行盛大集会，共同推举蒙哥在斡难河登上皇帝之位。失烈门以及他的弟弟脑忽等人心中不服，说了些不满的话。蒙哥派遣诸王旭烈与忙可撒儿率领军队去侦察他们的动静。诸王也速忙可、不里、火者等人没有按时到达，蒙哥派遣不怜吉率兵防备他们。
之后蒙哥开始改革各种政务：命令皇弟忽必烈统领治理蒙古、汉地的民户；派遣塔儿、斡鲁不、察乞剌、赛典赤、赵璧等人前往燕京，安抚晓谕军民；任命忙哥撒儿为断事官；让孛鲁合掌管发布号令、朝觐贡献以及内外奏闻等事务；派晃兀儿留守和林的宫阙、国库，阿蓝答儿为副手；任命牙剌瓦赤、不只儿、斡鲁不、睹答儿等人担任燕京等处行尚书省事，赛典赤、匿昝马丁辅佐他们；让讷怀、塔剌海、麻速忽等人担任别失八里等处行尚书省事，暗都剌兀尊、阿合马、也的沙辅佐；任命阿儿浑担任阿毋河等处行尚书省事，法合鲁丁、匿只马丁辅佐；让茶寒、叶了干统领两淮等处的蒙古、汉军，带答儿统领四川等处的蒙古、汉军，和里统领吐蕃等处的蒙古、汉军，都依旧向前征伐；让僧海云掌管佛教事务，道士李真常掌管道教事务。叶孙脱、按只、畅吉、爪难、合答曲怜、阿里出以及刚疙疸、阿散、忽都鲁等人，行事首鼠两端，因引诱诸王叛乱，都被处死。
接着在国内颁布惠民政策：凡是朝廷及诸王胡乱发放的牌印、诏旨、宣命，全部收回；诸王使用驿站马匹，允许骑三匹马，远行也不得超过四匹；诸王不得擅自招募民户；各官属不得借朝觐的名义搜刮民财；百姓缴纳粮食路途遥远的，允许在附近的粮仓缴纳。停止征发一千五百人修筑和林城的劳役。冬天，因为宴只吉带违抗命令，派遣合丹将他诛杀，并抄没他的家产。
宪宗二年壬子（公元1252年）春天正月，蒙哥前往失灰之地，派遣乞都不花攻打末来吉儿都怯寨。皇太后去世。夏天，蒙哥驻扎在和林。将诸王分别迁到不同地方：合丹迁到别石八里地，蔑里迁到叶儿的石河，海都迁到海押立地，别儿哥迁到曲儿只地，脱脱迁到叶密立地，蒙哥都以及太宗皇后乞里吉忽帖尼迁到阔端所居之地的西边。依旧把太宗的各位后妃的家财分赐给亲王。定宗皇后以及失烈门的母亲因为厌禳之事被发觉，都被赐死，将失烈门、也速、孛里等贬谪到没脱赤之地，把和只、纳忽、也孙脱等囚禁在军营。秋天七月，命令忽必烈征讨大理，诸王秃儿花、撒立征讨身毒，怯的不花征讨没里奚，旭烈征讨西域素丹诸国。下诏晓谕宋朝荆南、襄阳、樊城、均州的各位守将，让他们归降依附。八月，忽必烈到达临洮，命令总帅汪田哥将在利州筑城之事上报朝廷，打算以此作为夺取蜀地的计策。冬天十月，命令诸王也古征讨高丽。蒙哥驻扎在月帖古忽阑之地。当时蒙哥因为打猎坠马伤了手臂，一百多天没有上朝。
十月戊午日，大赦天下。任命帖哥、阔阔术等人掌管国库；孛阑合剌孙掌管商业；阿忽察掌管祭祀、医巫、卜筮，阿剌不花为副手。诸王合剌去世。任命只儿斡带掌管驿站所需事务，孛鲁合掌管必阇赤（掌管文书的官员）书写发布宣诏以及各色目官职。迁移五百户工匠修建行宫。这一年，清查登记汉地的民户。诸王旭烈去世。
宪宗三年癸丑（公元1253年）春天正月，汪田哥修治利州，并且进行屯田，蜀地的人不敢侵犯。蒙哥在怯蹇义罕之地打猎。诸王也古因为怨恨袭击了诸王塔剌儿的军营。蒙哥于是在斡难河北岸召集诸王，赏赐非常丰厚。停止也古征讨高丽的军事行动，任命札剌儿带为征东元帅。派遣必阇别儿哥清查斡罗思的户口。三月，大军攻打海州，守将王国昌在城下迎战，被打败，一名都统被俘虏。夏天六月，命令诸王旭烈兀以及兀良合台等率领军队征讨西域哈里发八哈塔等国。又命令塔塔儿带撒里、土鲁花等征讨欣都思、怯失迷儿等国。蒙哥前往火儿忽纳要不儿之地。诸王拔都派遣脱必察前往皇帝驻地，请求购买一万锭珠银，蒙哥给了他一千锭，并下诏晓谕他说：“太祖、太宗留下的财产，如果像这样花费，用什么来供给对诸王的赏赐！你应该仔细考虑。这些银子就充作今后每年赏赐的数额。”秋天，蒙哥前往军脑儿。任命忙可撒儿为万户，哈丹为札鲁花赤（掌司法和监察的官职）。九月，忽必烈到达忒剌地，分兵三路前进。冬天十二月，平定大理。蒙哥驻扎在汪吉地。命令宗王耶虎与洪福源一同领军征讨高丽，攻克禾山、东州、春州、三角山、杨根、天龙等城。这一年，断事官忙哥撒儿去世。
宪宗四年甲寅（公元1254年）春天，蒙哥在怯蹇义罕打猎。夏天，前往月儿灭怯土之地。派遣札剌亦儿部人火儿赤征讨高丽。秋天七月，下诏让前往朝廷核算钱粮的官吏，允许自首不公正的行为，并且禁止今后不必要的开支。冬天，在也灭干哈里叉海之地大规模打猎。忽必烈从大理返回，留下兀良合台攻打那些尚未归附的部族，忽必烈到打猎的地方朝见蒙哥。这一年，在颗颗脑儿之西召集诸王，在日月山祭天。开始登记新军。蒙哥对大臣们说，要寻求能够谨慎稳固边疆防守、精通军事谋略的人。提拔史枢为征行万户，配给真定、相、卫、怀、孟等地的军队，驻扎在唐、邓。张柔移镇亳州。代理万户史权屯驻邓州。张柔派遣张信率领八汉军戍守颍州。王安国率领四千户渡过汉水南进，深入敌境后返回。张柔因为连年用兵，两淮地区粮食运输艰难，上奏占据亳州的好处。下诏让张柔率领山前八军，筑城戍守。张柔又因为涡水北面狭窄水浅不能行船，军队渡河困难，曹、濮、魏、博等地的粮食都运不过来，于是修筑甬路从亳州到汴梁，堤长一百二十里，水流深的地方无法筑堤，又建造了十五座桥，有的桥宽八十尺，在桥头两侧修筑堡垒戍守。均州总管孙嗣派人带着蜡书前来投降，并且请求援助，史权率领精锐士兵防备宋军的截击，于是接应孙嗣归来。此后，骁将钟显、王梅、杜柔、袁师信各自率领部下前来投降。
宪宗五年乙卯（公元1255年）春天，下诏征收拖欠的钱粮。夏天，蒙哥前往月儿灭怯土。秋天九月，张柔在符离与大帅会合。因为百丈口是宋朝往来的要道，可以容纳万艘船只，于是修筑甬路，从亳州向南六十多里，在中间建造横江堡。又因为路东六十里都是水，宋军船只可以到达，于是在水中设立栅栏，只在宋军能够到达的道路上秘密设置侦察巡逻人员，从此鹿邑、宁陵、考城、柘城、楚丘、南顿没有了宋军的威胁，陈、蔡、颍、息等地都交通顺畅了。这一年，改命札剌与洪福源一同征讨高丽。此后又连续三年，攻克了高丽的光州、安城、忠州、玄风、珍原、甲向、玉果等城。
宪宗六年丙辰（公元1256年）春天，北方刮起大风，砂砾飞扬，白昼天色昏暗。蒙哥在欲儿陌哥都之地召集诸王和百官，举办宴会六十多天，按照不同等级赏赐金帛，还确定了诸王每年赏赐的钱谷数额。忽必烈派遣没儿合石前往皇帝驻地，奏请继续签征内地汉军，蒙哥同意了。夏天四月，蒙哥驻扎在塔密儿。五月，前往昔剌兀鲁朵。六月，太白星在白天出现。前往亦儿阿答。诸王亦孙哥、驸马也速儿等人请求讨伐宋朝。蒙哥也因为宋朝违抗命令、囚禁使者，于是召集众人商议讨伐之事。秋天七月，命令诸王各自回到自己的领地居住。诸王塔察儿、驸马帖里垓的军队经过东平等地时，掠夺百姓的羊和猪，蒙哥听说后，派遣使者问罪，从此各军没有人再敢侵犯百姓。这一年，波丽国王细嵯甫、云南酋长摩合罗嵯以及素丹诸国前来朝见。兀良合台讨伐白蛮等部族，将其攻克；接着从昔八儿地回到重庆府，打败宋朝将领张都统。赏赐给兀良合台金缕织文衣一套、银五十两、彩帛一万零二百匹，用以赏赐军士。冬天，蒙哥驻扎在阿塔哈帖乞儿蛮。把阿木河的回回降民分别赏赐给诸王和百官。
宪宗七年丁巳（公元1257年）春天，蒙哥前往忽阑也儿吉。下诏让诸王出兵征讨宋朝。乞都不花等人讨伐末来吉儿都怯寨，将其平定。夏天六月，拜谒太祖行宫，祭祀旗鼓，又在怯鲁连之地会合，之后返回并前往月儿灭怯土。秋天，驻扎在军脑儿，用马乳洒地祭天。九月，出兵南征。任命驸马剌真的儿子乞为达鲁花赤，镇守斡罗思，还赏赐三百匹马、五千只羊。回鹘进献水精盆、珍珠伞等物品，价值可达银三万多锭。蒙哥说：“如今百姓疲惫贫困，急需的是钱，我独自拥有这些东西有什么用呢？”拒绝接受。赛典赤为此进言，蒙哥稍微补偿了物品的价值，并且禁止回鹘人以后不要再进献。宗王塔察儿率领各军南征，包围樊城，连续多月大雨，于是班师回朝。元帅卜邻吉的军队从邓州攻占地盘，接着渡过汉江。冬天十一月，兀良合台讨伐交趾，将其打败，进入交趾境内。安南君主陈日煚逃到海岛，兀良合台于是班师。派遣阿蓝答儿、脱因、囊加台等人前往陕西等地核算钱粮。冬天，蒙哥越过漠南，到达玉龙栈。忽必烈以及诸王阿里不哥、八里土、出木哈儿、玉龙塔失、昔烈吉、公主脱灭干等人前来迎接，举行盛大宴会，之后各自被遣回所属领地。
宪宗八年戊午（公元1258年）正月初一，蒙哥前往也里本朵哈之地，接受众人朝贺。二月，陈日煚将王位传给长子陈光昺。陈光昺派女婿和他的国人带着地方特产前来朝见，兀良合台将他们送到皇帝驻地。诸王旭烈兀讨伐回回哈里发，将其平定，擒获哈里发国王，派遣使者前来报捷。蒙哥在也里海牙之地打猎。军队南征，驻扎在黄河边。恰逢黄河结冰，用土覆盖在冰面上后顺利渡河。蒙哥亲自率军讨伐宋朝，从西蜀进军。命令张柔跟随忽必烈征讨鄂州，直逼杭州。命令塔察攻打荆山，分散宋朝兵力。宋朝四川制置使蒲泽之攻打成都，纽邻率领军队迎战，将其打败；接着进攻云顶山，守将姚某等人率领部众相继前来投降。下诏任命纽邻为都元帅。蒙哥从东胜渡过黄河。派遣参知政事刘太平清查兴元的户口。三月，命令洪茶丘率领军队跟随札剌一同征讨高丽。夏天四月，驻扎在六盘山，各郡县的守令前来朝见。丰州千户郭燧奏请签征一千名士兵修缮金州，蒙哥同意了。这时，军队有四万，号称十万，分三路进军：蒙哥从陇州进入散关，诸王莫哥从洋州进入米仓关，孛里义万户从渔关进入沔州。任命明安答儿为太傅，镇守京兆。下诏征召益都行省李璮的军队，李璮进言说：“益都是南北交通的要冲，军队不能撤离。”蒙哥听从了他的建议。李璮返回后，攻打海州、涟水等地。五月，皇子阿速带因为打猎时独自骑马践踏了百姓的庄稼，蒙哥见到后责备了他，还鞭打了阿速带身边的几个侍从。有士兵拔了百姓的葱，立刻被斩首示众。从此，军队秋毫无犯。蒙哥还对所经过地区的郡守按照不同等级进行赏赐。秋天七月，把辎重留在六盘山，率兵从宝鸡攻打重贵山，所到之处都被平定。八月辛丑日，李璮与宋军交战，几乎杀光了宋军。九月，驻扎在汉中。都元帅纽邻留下密里火者、刘黑马等人镇守成都，率领其余全部兵力渡过马湖，擒获宋朝制置使张实，于是派遣张实去招降苦竹隘，张实却逃走了。冬天十月壬午日，蒙哥到达宝峰。癸未日，前往利州，观察利州城池并非坚固，因为汪田哥善于防守，蜀地军队不敢侵犯，蒙哥赏赐美酒嘉奖并慰劳他。蒙哥渡过嘉陵江，到达白水江，命令汪田哥建造浮桥渡河，浮桥建成后，按照不同等级赏赐汪田哥等人金帛。蒙哥驻扎在剑门。戊子日，攻打苦竹隘，副将赵仲偷偷献出东南门，蒙古军队进入，与守将杨立交战，将其打败，杀死杨立，杨立的部众都四处逃散。下诏不要侵犯赵仲的家属，还赏赐赵仲衣帽，将他迁到隆庆。己亥日，擒获张实，将其处以支解之刑。赏赐汪田哥玉带并犒赏士卒，留下五百精兵驻守。派遣使者招降龙州。蒙哥到达高峰。庚子日，包围长宁山，守将王佐、副将徐昕等人率兵出战，被打败。十一月己酉日，蒙哥督军先攻打鹅顶堡。壬子日，在望喜门奋力作战。傍晚，宋朝知县王仲从鹅顶堡出来投降。当夜攻破城池，王佐战死。癸丑日，诛杀王佐的儿子以及徐昕等四十多人。任命彭天祥为达鲁花赤管理此地事务，王仲为副手。丙辰日，进攻大获山，守将杨大渊投降，任命杨大渊为四川侍郎，仍然让他率领自己的军队跟随作战。庚午日，到达和溪口，派遣精锐骑兵攻打青居山。这个月，龙州王知府投降。诸王莫哥都攻打礼义山没有成功，诸王塔察儿攻占地盘到达长江后返回，都在皇帝驻地会合。命令忽必烈统领各路蒙古、汉军讨伐宋朝。十二月壬午日，杨大渊率领所部军队与汪田哥分别攻打相如等县。都元帅纽邻攻打简州，让宋朝降将张威率领部众担任先锋。乙酉日，蒙哥到达运山。杨大渊派人招降运山守将张大悦，仍然任命张大悦为元帅。军队到达青居山，副将刘渊等人杀死都统段元鉴后投降。庚寅日，派遣使者招降尚未归附的地方。丁酉日，隆州守县投降。己亥日，大良山守将蒲元圭投降。下诏各军不得掳掠。癸卯日，攻打雅州，将其攻克。石泉守将赵顺投降。甲辰日，派遣宋朝人晋国宝招降合州守将王坚，王坚拒绝，晋国宝于是返回。这一年，皇子辨都在吉河之南去世。
宪宗九年己未（公元1259年）正月乙巳初一，蒙哥驻扎在重贵山北，设酒宴举行盛大聚会，趁机问诸王、驸马、百官说：“如今我们身处宋朝境内，夏天暑热即将来临，你们觉得可以在此久居吗？”札剌亦儿部人脱欢说：“南方土地多瘴气疫病，皇上您应该向北返回，所俘获的百姓，交给官吏治理就好。”阿儿剌部人八里赤说：“脱欢胆怯，臣愿意前往那里驻守。”蒙哥认为他说得好。戊申日，晋国宝返回途中到达峡口，王坚派人追回去将他杀死。诸王莫哥都再次攻打渠州礼义山，曳剌秃鲁雄攻打巴州平梁山。丁卯日，杨大渊请求攻打合州，俘获男女八万多人。
二月丙子日，蒙哥亲自率领所有军队渡过鸡爪滩，到达石子山。丁丑日，督促各军在城下作战。辛巳日，攻打一字城。癸未日，攻打镇西门。三月，攻打东新门、奇胜门、镇西门小堡。夏天四月丙子日，下大雷雨共二十天。乙未日，攻打护国门。丁酉日，夜里登上外城，杀死很多宋军。五月，多次攻打都未能攻克。六月丁巳日，汪田哥再次挑选士兵趁夜登上外城马军寨，杀死寨主和守城的人。王坚率兵前来迎战。黎明时，遇上大雨，攻城的梯子折断，后续部队无法前进，只好停止进攻。这个月，蒙哥身体不适。秋天七月辛亥日，留下三千精兵驻守，其余部队全部攻打重庆。癸亥日，蒙哥在钓鱼山驾崩，享年五十二岁，在位九年。追谥为桓肃皇帝，庙号宪宗。
蒙哥刚强英明、雄武坚毅，沉着果断且寡言少语，不喜欢宴饮作乐，不喜好奢侈靡费，即使是后妃也不许她们生活过度奢华。当初，太宗朝时，群臣擅自专权，政令出自多个部门。到了蒙哥时期，凡是有诏旨，蒙哥必定亲自起草，多次修改后才发布施行。他管理群臣非常严格，曾下谕旨说：“你们这些人如果得到我的夸奖，就会志气骄纵，志气骄纵了，灾祸能不随之而来吗？你们可要引以为戒。”蒙哥生性喜爱打猎，自认为是遵循祖宗的法度，不效仿其他国家的做法。然而他非常迷信巫师占卜之术，凡是做事情必定要虔诚地询问，几乎没有一天间断，自己始终乐此不疲。