蒙古一度陷于混乱，蒙古酋长在和林（今蒙古哈尔和林）召开会议，选举阿里不哥继任大汗。忽必烈率军北返，在开平（今内蒙古正蓝旗）自立为大汗。两个大汗必定要火并，忽必烈战败阿里不哥，最终得到大汗位置。
1264年，忽必烈迁都到燕京（今北京），改名大都。在马可·波罗的游记中，这是西方人无法想象的伟大城市。
元朝的立国与扩张
忽必烈登上蒙古大汗的宝座，他的身上流着铁木真征服的血液，消灭南宋，成为中国众多子民的皇帝，成为他的首要目标。1269年，蒙古铁骑围攻南宋重镇襄阳（今湖北襄樊）。襄阳被围5年，粮尽援绝，中央政府派出的援军都是有去无回。
1273年，蒙古用从西域引进的巨炮，一炮轰垮城楼。襄阳实在无力防守，守将吕文焕望着首都临安（今浙江杭州）痛哭，开城出降。