出生于战乱年代,母曾为蔑儿乞部所掠,后救归,分娩于途,故名“术赤”,意为“客人”。骁勇善战,自幼随父征战,无役不从。
宋嘉泰四年(1204),掌右翼军战乃蛮部,配合诸军大败乃蛮于纳忽山(位于鄂尔浑河东土拉河西),擒杀其首领太阳汗。战后驻军阿勒台山(今阿尔泰山)镇抚。开禧二年(1206)蒙古国建立后,成吉思汗分封诸子,得蒙古民众九千户。元太祖二年(1207)统军征“林木中百姓”,先后招降或征服斡亦剌、不里牙惕、巴儿忽诸部,战后,受命统辖这些地区的百姓。元太祖六年(1211),随父南下攻金,与弟察合台、窝阔台统右军,取云内、东胜、武州、朔州等地。八年,沿太行山东麓南下,直抵黄河,复绕太行西麓北行,攻掠二十余州,并与诸军会合,围攻金中都(今北京)。十二年(1217),受命讨乞儿吉思,至叶密立河(今额敏河)取胜而还。十四年,随父西征,相继攻克养吉干、八儿真、毡的等城,会同察合台、窝阔台军于十六年攻克花剌子模旧都玉龙杰赤。
十九年(1224),蒙古军还师,西征后成吉思汗分封诸子,术赤得花刺子模海(今咸海)、宽田吉思海(今里海)以北的钦察故地为封地。后其子拔都在此封地基础上建钦察汗国。生前屡与弟察合台、窝阔台就汗位继承问题发生纷争,最后由成吉思汗选定窝阔台为继承人,始作罢。
西征途中,再次与两弟发生冲突,互争总兵权,致使“师无和,无纪律”。对所受封地远离蒙古本土,也一直心存怨言,故在西征途中屡称疾,拒绝其父之召北征不里阿耳、钦察等部。成吉思汗一度命察合台等备兵逮问,寻闻其死讯,始作罢,子拔都。