至元八年(1271年)，忽必烈稱帝，公布《建國(guó)號(hào)詔》法令，取《易經(jīng)》中“大哉乾元”之意，正式建國(guó)號(hào)大元。一年后，在劉秉忠規(guī)劃下，元帝國(guó)建都于金國(guó)中原的大都。
元世祖忽必烈北方政局穩(wěn)定后，忽必烈決定采用南宋降將劉整建議，先拔襄陽(yáng)，浮漢水入長(zhǎng)江，進(jìn)取南宋。至元五年(1268年)，命阿術(shù)、劉整督師，圍困隔漢水相望的襄、樊重鎮(zhèn)，襄樊軍民拒守孤城達(dá)六年。至元十年(1272年)初，元軍攻下樊城，襄陽(yáng)守帥呂文煥出降(見(jiàn)襄樊之戰(zhàn))。
次年六月，忽必烈命伯顏督諸軍，分兩路大舉南進(jìn)。左軍由合答節(jié)度，以劉整為前鋒，由淮西出師。伯顏本人與阿術(shù)領(lǐng)右軍主力，九月，自襄陽(yáng)出發(fā)，沿漢水入長(zhǎng)江;同時(shí)，命董文炳自淮西正陽(yáng)南逼安慶，以為呼應(yīng)。十二月，元水師入長(zhǎng)江，克宋江防要塞陽(yáng)邏堡。宋漢鄂舟師統(tǒng)帥夏貴遁，漢陽(yáng)、鄂州宋軍降。伯顏分兵留阿里海牙經(jīng)略荊湖，自領(lǐng)水陸大軍順流而東，以呂文煥為前鋒。宋沿江諸帥多為呂氏舊部，皆不戰(zhàn)而降。至元十二年二月，賈似道被迫督諸路精兵，抵御元軍。這時(shí)，他仍企圖奉幣稱臣議和，被伯顏拒絕，只好在池州下游丁家洲勉強(qiáng)與元軍會(huì)戰(zhàn)。因宋軍內(nèi)部不和，一觸即潰。同年秋，伯顏從建康(江蘇南京)、鎮(zhèn)江一線分兵三道趨宋都臨安(浙江杭州)。至元十三年正月，宋幼帝趙昺上表降元。
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之后，南宋大臣文天祥與張世杰、陸秀夫等在東南沿海繼續(xù)頑抗，擁立益王趙昰為帝。趙昰死后，又擁立衛(wèi)王趙昺，繼續(xù)抗戰(zhàn)。至元十五年(1278年)，文天祥兵敗被俘，被囚于大都三年之久，拒絕了元朝的招安，后從容就義。至元十六年(1279年)，漢人降將張弘范指揮蒙元軍在崖山消滅了
現(xiàn)存的元刻本《大元圣政國(guó)朝典章》南宋最后的抵抗勢(shì)力，陸秀夫背著8歲的幼帝趙昺投海殉國(guó)，南宋滅亡。
元朝的統(tǒng)一，結(jié)束了自唐末藩鎮(zhèn)割據(jù)以來(lái)中國(guó)的南北對(duì)峙、五六個(gè)民族政權(quán)長(zhǎng)期并存的分裂和戰(zhàn)亂局面，推動(dòng)了多民族統(tǒng)一國(guó)家的鞏固和發(fā)展。
蒙古滅南宋后，統(tǒng)治階層出現(xiàn)了以許衡為首的儒臣派與以阿合馬為首的理財(cái)派官員之爭(zhēng)。由于蒙古需要賞賜大量財(cái)寶予各封王，加上開支繁重，所以財(cái)政日漸緊張。以儒臣派官員認(rèn)為元朝應(yīng)該節(jié)省經(jīng)費(fèi)、減免稅收。反之以色目人為主的理財(cái)派官員認(rèn)為，南人藏有大量財(cái)物，應(yīng)沒(méi)收以解決朝廷的財(cái)政問(wèn)題。于是這個(gè)問(wèn)題在朝中沒(méi)有停止。
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忽必烈信任色目官員阿合馬，設(shè)立尚書省解決財(cái)政問(wèn)題。而儒臣則以受漢化更深的太子真金為核心形成一派，與阿合馬抗衡。結(jié)果阿合馬被刺殺，而真金也于其后得病而死。忽必烈仍然先后任用漢人盧世榮、西藏人桑哥等理財(cái)派官員以之來(lái)解決朝廷的財(cái)政問(wèn)題[6] 。
遠(yuǎn)征海外
滅宋后，忽必烈對(duì)鄰近諸國(guó)發(fā)動(dòng)了一系列的侵略戰(zhàn)爭(zhēng)，如安南、占城、爪哇和日本等。至元十一年，侵日本遭遇颶風(fēng)，無(wú)功而還。至元十八年，又分兩路進(jìn)攻日本，由唆都率蒙古、漢軍、高麗軍從高麗東渡對(duì)馬海峽，范文虎率新附軍(元政府收編的南宋軍隊(duì))從慶元(浙江寧波)浮海北進(jìn)。元軍在日本鷹島遇颶風(fēng)，戰(zhàn)船多壞，將卒溺死者眾，又遭日軍掩殺，幾乎全軍覆沒(méi)。
至元十九年，遣唆都從廣州渡海攻占城，連戰(zhàn)逾年。至元二十一年至二十二年，鎮(zhèn)南王脫歡(忽必烈子)發(fā)兵侵安南(越南北部)，命唆都從占城北上助戰(zhàn)，南北夾攻。安南王撤離都城，其主力走匿山林，避免與元軍決戰(zhàn);待元軍疲憊，又出而攻擾。五月，脫歡因暑雨不止、瘟疫流行，被迫退師。唆都戰(zhàn)死。至元二十年、二十二年，元兵兩次從云南出侵緬國(guó)(緬甸)，至元二十四年，進(jìn)至蒲甘，迫緬國(guó)定歲貢方物后退回。同年再侵安南，次年以糧盡師老北還。二十九年十二月，史弼、亦黑迷失、高興從泉州起航出侵爪哇(印尼爪哇島)。爪哇統(tǒng)治者降元，并請(qǐng)?jiān)娭懫鋽硣?guó)葛郎，打敗葛郎王以后復(fù)舉兵拒元，元軍力竭退師
