Sultan Alparslan’ ın daha büyük oğulları varken 1066’da Radgan’da yapılan bir törenle önce ve­liaht, Babasının ölümü üzerine de 1072’de sultan ilan edildi. 1073’te Ab­basi halifesinden sultanlığını onayla­yan “ahitname” ve “sancak” geldi. 1074’te Batı Karahanlı Hanlığı’nı Sel­çuklulara bağladı. 1075’te Kafkasya’ya yöneldi. Gürcistan’ın bazı bölgelerini ele geçirdi. Başkenti Rey’den İsfahan’a taşıdıktan sonra Kafkasya’ya ikinci se­ferini düzenledi (1076). Bunu, 1078′ deki üçüncü sefer izledi. Bu seferle Kafkas Dağları’ndan Hazar Denizi’ne kadar olan geniş bir bölge Selçuklu sı­nırlarına katıldı. 1077’de kardeşi Tu- tuş’u Suriye melikliğine, Emir Porsuk’ u da Anadolu’ya göndererek Suriye’de Atsızın da Süleyman Şah’ın birer dev­let kurmalarını önlemeyi amaçladı. Tutuş, Atsızı yakalayarak boğdurdu. Böylece Suriye Selçuklu Sultanlığı’nın ilk sultanı oldu. Melikşah 1077-1078 arasında düzenlediği Maveraünnehir Seferi’nde Buhara ve Semerkant’ı aldı. Batı Karahanlı Devleti kesin olarak Selçuklu buyruğuna girdi. 1082’de Harran ve Humus ele geçirildi.

1085’te Mervaniler yönetimindeki Amid (Di­yarbakır) kalesi ve çevresindeki otuza yakın kale Selçukluların eline geçti. Ekim 1086’da Suriye Seferi’ne çıkarak önce Musul’a, oradan da Halep’e geldi. 1087 ilkbaharında Halep’ten gönderdi­ği birlikler Urfa’yı aldılar. Antakya’ya geçen Melikşah, buradan Bağdat’a geçti. Abbasi başkentinde görkemli bir törenle karşılandı. 1089’da büyük bir orduyla Maveraünnehir’e yürüdü. Semerkant’ı yeniden ele geçirdi. Buradan

Kaşgar’a yöneldi ve Balasagun’u aldı, Çin sınırına kadar ilerledi. Orta Asya’ daki boyları ve hanlıkları kendisine bağladı. 1091’de Türkistan’a sonuncu seferini yaparak karışıklıkları yatıştırdı ve o yılın ekim ayında Bağdat’a hare­ket etti. Kısa sürede Mekke, Medine ve Hicaz’ m Yemen ve Aden bölgeleri­nin büyük bölümü ele geçirdi. 1092’de Nizamülmülk’ün bir Bâtıni fedaisi ta­rafından hançerlenerek öldürülmesin­den sonra, eşi Terken Hatun’un isteği üzerine Tacülmülk’ü vezirliğe atadı. Bundan sonraki gelişmelerin birçoğu Melik şah’ın bilgisi dışında Terken Ha­tun, Tacülmülk ve Halife el-Muktedir arasındaki pazarlıklar sonucu oluştu. Melikşah, 20 Kasım 1092’de Bağdat yakınlarında avlanırken ansızın hasta­landı ve öldü. İsfahan’da yaptırdığı kendi türbesine gömüldü.

Melikşah dönemi yalnızca Selçuklu tarihinin de­ğil, tüm Türk-İslâm tarihinin en parlak ve en görkemli dönemlerinden biridir. Hükümdarlığı döneminden Büyük Sel­çuklu Devleti’nin sınırları, Türkistan’ dan Marmara’ya, Kafkas Dağları’ndan Yemen’e kadar uzanan bir alana yayıl­dı. Sanatı, sanatçıları ve bilginleri ko­rudu. Döneminde Gazali, Ömer Hayyam, Kaşgarlı Mahmut, İbni Cezele, Abdülkadir Cürcani gibi düşünür, dilçi, hekim, şair gibi ünlü kişiler yetişti.