忽必烈是成吉思汗的孙子、拖雷的第四子，早在潜邸时期，他便广泛招揽中原汉地的儒士幕僚，深入研习汉地的治国理政经验，在蒙古贵族之中，是少数真正洞悉中原农耕文明治理逻辑的宗王。蒙哥汗时期，忽必烈受命总领漠南汉地军国事务，他在封地内整肃吏治、恢复农桑、推行汉法，把此前混乱不堪的中原汉地治理得井井有条，为后来的灭宋战争攒下了充足的物资与兵源基础，也为他日后构建大一统王朝，铺下了第一块基石。
蒙哥汗在钓鱼城猝然离世之后，忽必烈从鄂州前线率军北返，在开平召开忽里勒台大会，抢先登上汗位。他击败了和自己争夺汗位的幼弟阿里不哥，平定了漠北的叛乱，随后采纳降将刘整的建议，彻底放弃了此前蒙古“取江淮、略四川”的传统攻宋思路，制定出“先取襄樊，浮汉入江，直捣临安”的灭宋总战略。至元五年，忽必烈命阿术、刘整率军围攻襄阳，历时五年的襄樊之战就此拉开序幕，元军在襄阳城外修筑堡垒、切断外援，用回回炮轰破樊城，最终迫使困守孤城五年的宋将吕文焕开城出降，南宋长江中游的防线核心，就此彻底崩塌。
襄樊失守之后，忽必烈以伯颜为统帅，率领二十万大军顺汉水而下，渡过长江。至元十二年，元军在丁家洲之战中，一举击溃南宋宰相贾似道率领的十三万南宋主力，南宋赖以支撑的最后一支机动兵力全军覆没。元军顺势攻克建康、镇江，兵锋直逼南宋都城临安，沿途州县望风而降，南宋朝廷的防线彻底土崩瓦解。至元十三年，元军兵临临安城下，谢太后带着年仅五岁的宋恭帝出城投降，元军兵不血刃进入临安，存续三百余年的赵宋王朝，在法理上正式宣告终结。
临安归降之后，南宋残余势力拥立赵昰、赵昺两位幼主，在文天祥、张世杰、陆秀夫等人的辅佐下，于东南沿海继续坚持抗元。忽必烈没有给南宋残余势力任何喘息的机会，他命元军从江西、福建、广东多路进军，持续追击南宋流亡小朝廷。至元十六年，元将张弘范在崖山海域追上南宋最后的海上行朝，爆发了中国古代史上规模罕见的大规模海战，南宋海军全军覆没，陆秀夫背负幼帝赵昺投海殉国，十余万南宋军民随之殉国，南宋的最后抵抗彻底宣告终结。
至元十六年，随着崖山之战的落幕，忽必烈完成了从成吉思汗开始，蒙古几代人数七十年来的灭宋夙愿。他正式改国号为“大元”，定都大都，构建起一个“北逾阴山，西极流沙，东尽辽左，南越海表”的大一统王朝，结束了从唐末藩镇割据开始，长达数百年的南北分裂局面。元朝的统一，不仅把中原、江南、草原、东北、西域、云南等此前长期处于分裂状态的广袤疆域，全部纳入同一个中央政权的直接管辖之下，更打通了欧亚大陆的交通脉络，让不同文明之间的交流达到了前所未有的高度，在中国古代历史上，留下了浓墨重彩的一笔。
