收服与自己争夺汗位的弟弟阿里不哥，平定中原世侯李璮的叛乱，忽必烈巩固了自己的汗位及在中原的统治，但是，他不可能就此停步而专心治理于现有的疆域，他面临的现实情况使得他必须不断出击，像一架停不下来的战争机器。
现实情况是这样的——忽必烈占领了中原地区，但仅仅是传统意义上中国的半壁江山，富饶而广阔的江南区域依然被南宋所主宰，而南宋作为中原王朝的正统，虽然力不足但却一直有收复全国的指导思想，这使得忽必烈王朝时刻面临着来自南宋的威胁；
忽必烈虽然收服了阿里不哥，但自己这个汗位得来的合法性还不足以得到全部蒙古王室贵族的承认，而蒙古人衡量一位统治者的标准，在某种意义上就是看他能否将更多的财富、人口、土地并入自己的版图，在这一点上，忽必烈必须做出点成绩；
同时忽必烈希望自己能成为一名正统的中国皇帝，而在汉人的心目中，一位贤明的皇帝是会使四周的小国表示臣服并承认中国的中心特权。
面临这些种种考验，忽必烈别无选择，只能继续进击。
征南宋
对于南宋，忽必烈一开始并未直接诉诸于战争，1260年他派使者郝经出使南宋，建议南宋公开承认忽必烈是天子，而南宋可以实行自治。
从这一战略安排可以看出，忽必烈想要的是名义上的全国统一，并且他答应南宋可以经由蒙古直至西亚从而扩大南宋的对外贸易，但是，南宋并不认为忽必烈这个蒙古人是可以做中国的天子的，而且他们一直企图在恢复失去的中国北方的领域，所以他们扣留了郝经，对忽必烈的这个建议置之不理。
1261年，忽必烈派出了由崔明道和李全义率领的第二个使团，但南宋依然无动于衷。
事情到了这个地步，战争不可避免了。
1265年，在四川发生武装冲突；1268年，全面战争爆发。
在征服南宋的过程中，襄阳之战历时最长而且最为关键，从1268年一直持续到了1273年。
襄阳是通向长江中游盆地的最后一个堡垒，南山宋修建了坚固的城堡、厚实的城墙和深深的护城河。
忽必烈的军队招募了蒙古人、汉人、畏兀儿人和波斯人，而且为打赢水战，还招募了高丽人和女真人。
围困始于1268年秋天，宋朝将领吕文焕在坚持了五年之后，于1273年3月投降，襄阳失守。
随后南宋陷于十分被动的境地，蒙军沿长江而下，除遇到少数几次有效抵抗外，大部分南宋官兵望风而逃，将领投降，大臣贾似道因战败而被流剥夺官职流放福建，但在途中被押送的人杀死。
1275年末，伯颜已兵临时杭州城下，南宋除了无条件投降已别无选择。
1276年1月末，南宋听政的谢太皇太后宣布投降，承认南宋皇帝是忽必烈的臣民并交出了国玺。
朝廷虽然投降了，但对南宋的征服并未完成，抵抗一直存在，一直到1279年3月，崖山之战后，陆秀夫背负他们拥立的小皇帝投海，忽必烈过程至此完成了对南宋的征服，实现了“大一统”。
忽必烈至此开始正式统治中国，他也成为了第一位入主中原并统治全中国的异族皇帝。
抚高丽
早在蒙哥汗时代，蒙古远征军就平息了高丽叛乱并使之处于蒙古的控制之下。
在忽必烈时代，这种关系一直持续，高丽王朝按照蒙古国的规矩，把王子送到忽必烈的宫廷作为人质，以此表现出他们对忽必烈的忠诚；高丽王朝还按时向蒙古国进贡，而忽必烈则用慷慨的礼物作为回报，他还允许两国间进行贸易，在高丽经济困难时期向高丽提供了大量的谷物和肉类。
当高丽王朝在国内遇到军事政变时，忽必烈派出3000名特遣军帮助高丽王朝平定了叛乱。
为了稳固与高丽王朝的关系，忽必烈把自己的女儿嫁给了高丽王子。
这种友好关系一直持续到忽必烈去世。
打日本
同南宋一样，忽必烈对待日本，最初也是派出使团，试图说服日本归附大蒙古国，日本当然也拒绝了这一要求，对这一提议不理不睬，让使团感受到了屈辱的待遇。
在经过1268年、1271年、1272年三次出使日本而一无所获后，忽必烈终于出兵征讨日本。
1274年，忽必烈派出了由1.5万名由蒙古人、汉人和女真人组成的部队，在7000名高丽水手的引导下，从高丽的合浦出发驶向日本，他们在九州东部海岸上的福冈登陆。
日本没有长射程的武器，也不像蒙古将领那样富有战斗经验，但他们凭着熟悉地形而组织了抵抗。
11月19日，日本的抵抗马上就要无能为力了，但当天晚上忽然暴发了一场大风暴，日本人对此习以为常，知道去哪里躲避风暴，而蒙古军队遭到了毁灭性的打击，一万三千多人丧生于风暴，残余的部队只能开船返回。
忽必烈的第一次远征日本就此以失败告终。
当时忽必烈正与南宋开战，无暇再组织第二次远征，直至七年之后，1281年，在忽必烈对中国实行了有效统治之后，他再一次组织了强大的力量——10万人的军队、1.5万名高丽水军和900艘战船，再一次远征日本。
忽必烈志在必得。
然而，这次远征依然遇到了与上次同样的问题，1281年8月15日，一场台风袭击了九州海岸，蒙古军队损失了一半的力量，远征再次失败。
日本人把这场挽救了他们国家的风暴，称之为“神风”。
从此，忽必烈再没有对日本发动过战争。
除以上几次主要战争外，忽必烈还在中亚与企图对抗他的察合台汗国进行了几乎长达二十年的对抗，然后还打垮了漠北叛乱的王室贵族，使得漠北又成为忽必烈王国的一部分。
他还发动了对南亚诸国的战争；1287年平定了东北蒙古贵族乃颜的叛乱，1290年打败了吐蕃的反叛。
1294年2月18日，80岁的忽必烈在宫中去世。
忽必烈几乎一生都在作战，这是他作为蒙古大汗的宿命与使命所在，他通过战争的方式，宣示了自己的统治和力量，而与此同时，他也并不是一个野蛮的君主，在他定宇海内实现大一统后，他奉行的独特的治理方式，给他的继承者留下了一个比较稳定和繁荣的国家。
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