使者帶來了蒙哥在四川釣魚城去世的消息，并催促忽必烈北歸。此時45歲的忽必烈正打算渡過淮河進入宋境。就在忽必烈猶豫不決之時，接到了妻子的傳信。
信中說他的幼弟阿里不哥正在調兵遣將，意圖奪取汗位。忽必烈聞出了叛亂的味道，于是便同意了南宋支付歲幣來換取兩國劃江為界的提議，掉頭返回蒙古，集中精力應對即將升級為內戰的汗位之爭。這也使得南宋得以繼續殘喘20年。
此時擺在忽必烈眼前的是阿里不哥在蒙古西部的和林宣布稱帝，而金帳汗國的統治者別爾哥因為宗教和領土問題成為了死對頭。
帝國岌岌可危。為了挽救帝國，忽必烈在開平召開庫里勒臺，在部分宗王大臣的擁戴下登基成為了大蒙古國的皇帝。他更改蒙古舊制，采行漢法，建立與中原經濟基礎相適應的中央集權制封建政權。以漢地豐富的人力物力為依托，出兵擊敗了阿里不哥。
沒過多久，金帳汗國的別爾哥、南俄的別兒哥、察克臺王國的阿魯忽在數月中相繼離世。沒有了后顧之憂的忽必烈重新放眼南方，他的傳奇一生才剛剛開始。
忽必烈深知以中原為基地進行統治的重要性，于是他稱開平為上都，又下詔將燕京命名為中都，并舍棄了蒙古傳統的首都哈拉和林。
在夏冬兩季往返于上都和燕京之間，燕京成為了忽必烈駕馭兩個世界的最佳地點，同時這也是燕京成為今日華夏首都的原因之一。今天bj的紫禁城就是在忽必烈都城的基礎上所建。
一切準備就緒后，57歲的忽必烈取《易經》“至哉坤元”之意，將國號由大蒙古國改為大元，從大蒙古國的皇帝變為了大元皇帝。
為了使自己的統治更加合法化，忽必烈引入佛教，建立了宗教體制和國家體制并行。一切都走上正軌的忽必烈將重新開啟征服世界的戰爭。
南宋境內相較蒙古和中國北部的故城截然不同，這里河流縱橫，城市布局復雜，長江天險更是讓南宋的都城臨安易守難攻。
城內備足了火藥和糧食，這對于不善于攻城戰的蒙古人來說更是難上加難。忽必烈決定建立一支水師，順著漢江自北而下破宋。
1273年襄樊失陷，南宋防御體系崩潰。三年后，南宋太皇太后謝道清代宋恭帝出降，奉上了傳國玉璽和降表，南宋都城臨安失陷。
此后元軍開始著手消滅南宋的殘余勢力，直到忽必烈65歲這一年，宋元雙方在崖山外海進行了最后的海戰，史稱崖山之戰，宋軍戰敗，南宋至此滅亡，正式實現了自唐朝以來的又一次大一統。
在攻克襄陽的同時，忽必烈還因為小日子當時的執政者北條時宗不肯向自己臣服而發動了中日戰爭。他任命征東元帥忻都統帥蒙漢軍2萬人，連同高麗軍1萬人，乘300艘戰船和500艘小艇，從高麗南部海岸的馬山起航，跨越了50k海面到達了對馬島。
對馬島歷來就是從大陸攻擊日本的踏腳石，乃是兵家必爭之地。在岸上蒙古人痛擊了小日子武士，鮮血染紅了海水。雖然小日子憑借著武士精神進行了頑強的抵抗，但是蒙古軍隊在戰斗力和戰術方面都遠遠高于小日子。
加上威力強大的火藥武器震天雷，很快便取得了戰斗的勝利。蒙古人常勝水下50k外的下一塊踏腳石一岐島，在那里小日子遭遇了同樣的結局。
拿下一岐島后，蒙古艦隊來到了由博多城控制的海灣內，也就是今天的小日子福岡。忽必烈的軍隊在海上如入無人之境，輕而易舉地便在海灘成功登陸。
在戰斗中小日子第一次遭受到了爆炸武器的攻擊。而亂無章的防御和匹夫之勇使得蒙古人突破自如，很快便向內陸縱深滲透，燒毀了許多附近的村子。
然而蒙古人雖然在戰場上壓制住了小日子，但卻不擅長山地作戰，無法突破九州島崎嶇的地形，進入九州腹地。