公元1260年，蒙哥去世，当时蒙哥异母弟弟告知了忽必烈这个消息，并请求他返回北方继承汗位。忽必烈此时正在进攻南宋，想着一定要将南宋攻破，才好有功而返。后来忽必烈的幼子征集士兵，密谋登顶，当日即调转北伐，最终于开平即汗位。公元1271年，改“大蒙古”国号为元，1272年迁都元大都。
忽必烈在前期实行了汉朝所推崇的仁政，使得中国得到了修养声息，后来因为汉族人叛乱，对汉朝人失去信任，于是开始实行“四个等级”的种族制度，以色目人取代汉人，那个时期种族歧视极为严重。
公元1281 年，忽必烈的爱妻察必去世，公元1286年忽必烈亲自选定的继承人真金也英年早逝。亲人的去世，给忽必烈造成了极其严重的打击，他此后酗酒暴食，体重迅速增加，越来越肥胖，后来终于在公元1294年2月18日，因为这些而引起的疾病致死。