父亲拖雷死后，蒙哥被伯父窝阔台收养，得到昂灰皇后无微不至的照顾，后来窝阔台还为他娶了火鲁剌部的女子火里差为妻，并分给他一部分部民。尽管蒙哥得到伯父无微不至的照顾，但始终没有忘记要报杀父之仇，但现在的实力不足以同窝阔台对抗，因而把复仇深埋在心中，装出一副谦恭的样子，十分卖力地跟随窝阔台四处征战，屡立奇功。公元1237年，蒙哥率领大军分别征服钦察部和斡罗思部，并于公元1239年征服阿速国。在每次战争中，蒙哥都身先士卒，奋不顾身，不仅消除了窝阔台家族对自己的猜忌，而且还在蒙古诸王中赢得了威望，为日后争夺汗位打下了良好的基础。他的母亲唆鲁火帖尼也在后方积极活动，请客送礼，犒劳军民，赢得了各方面的爱戴。
就这样，蒙哥以其刚强坚毅、淡泊名誉的品质，和雄才大略的军事才能，加上母亲唆鲁火帖尼戒子惜民的声望，逐渐赢得了威望。责由死后，窝阔台的子孙们很不争，因而朝野上下都在心目中为蒙哥继承大统投了一票。
公元1249年，与术赤之子拔都结戍同盟的蒙哥终于在椎选汗位的库里勒台上，取得一边倒的优势，终于把汗位从窝阔台系手中夺了回来。1251年夏，蒙哥登上了大汗的宝座。
蒙古文军进入中原后，处于奴隶制社会的发展阶段的蒙古民族与中原高度发达的封建制度格格不入。面对守旧还是革新的问题，蒙古贵族申述渐分成保守和改良两派，保守派主张把先进的中原农业区变成牧场，而以窝阔台为首的改良派主张继续沿用中原原有的生产模式，尤其是在窝阔台即位后，耶律楚材在窝阔台的支持下，于1230年进行了一系列方式的改苹，采取了较为先进的赋税剥削制度来代替蒙古贵族的劫掠政策。但这种改革还是不彻底，公元1234年，随着窝阔台的动摇，耶律楚材的改革失败了，中原人民重又回到水深火热之中。在这种残酷的剥削方式统治下的中原人民，逐渐萌生了武装反抗以自救的想法，中原人民的起义渐成燎原之势。
蒙哥即位后，面对这种大厦将倾的局面，采取了一系列的应对措施，以解燃眉之急。公元1251年，蒙哥下令收缴贵由汗死后，诸王滥发的扰民令旨牌符；规定各省的、财政事令在与朝廷官员磋商之后，方可发布文书；除成吉思汗特免的木速蛮、也里可温、和尚、道士外，斡脱、官员人等均应按其财产交纳贡赋；中原人民按贫富史纳不同的税额。这些措施实际上并不能从根本上解决问题，蒙哥还是一个传统的蒙古贵族，他以蒙古贵族中保守势力的代表牙剌瓦赤、不只儿、斡鲁不、睹答儿等管理燕京行省，结果是旧弊未去，新弊又来。蒙哥还将从小深受汉文化影响的弟弟忽必烈在中原地区的管理权收回，以停止忽必烈在中原地区执行汉法试点。
成吉思汗所建立的蒙古大帝国，是靠其兄弟子侄们东征西讨方才建立起来的。他们为成吉思汗流血牺牲，虽有对成吉思汗崇拜而卖命的因素，但最主要的，还是受到成吉思汗“各分地土，共享富贵”的蛊惑。成吉思汗倒也不食言，建国后不久，就把蒙古百姓及土地、牧场分封给了他的诸弟、诸子。然而出于所征服地区民族、语言、文化各不相同，堵王都有极大的独立性。大蒙古帝国出现分裂的局面。
蒙哥继位之后，便利用曲出之子失烈门与责由之子脑忽、察合台之孙也孙脱企图推翻蒙哥汗权的事件，将三人遣送到前线，并采取了类似于“推恩令”的办法，将窝阔台的领地分别授给窝阔台的后人，以分而治之的办法，巩固了中央集权，也多少挽救了大蒙古国的分裂。
但蒙哥始终还走个摇摆不定的人。在限制诸王的同时，蒙哥还是继续贯彻执行父祖的分封制，在公元1252年重新编集户口后，又将所增加的20余万户口按照蒙古传统的“共享”习惯，在宗室、贵族中进行一次权益的分配和赏赐，分别赐予驸马及军将、功臣其近2万户。公元1253年，在削弱窝阔台一系的实力的同时，蒙哥又把大量的土地分封给拖雷系宗族，使得大蒙古国的分裂日趋严重。
蒙哥即位后，继承了蒙古贵族热衷于对外战争的传统，继续向西用兵，相继征服了伊斯兰亦思马因派统治的木剌夷(在今伊朗)和哈里发统治的报达(今巴格达)。并在攻陷城池后，蒙古军队进行了惨绝人寰的大屠杀，其罪行令人发指！
与此同时，蒙哥继续征伐南宋，从公元1235年到公元1250年，蒙古军队与南宋军队在襄阳、樊城、郢州(今湖北钟祥)、成都等战略要地展开拉锯战。蒙哥以忽必烈为征伐南宋的统帅，命其继续对冉宋用兵。忽必烈采纳了姚枢的建议，在漠南汉地先后设置了河南经略司、陕西宣抚司，革除弊政，广泛屯田。并经过仔细分析后，率大军于公元1252年夏远征大理。大理国的统治区域包括今云南全省、贵州、广西西部和四川南部以及缅甸、泰国、老挝的一些地方。忽必烈率领大军一改自古在西线用兵必经曰川中部和南部汉源一线的惯例，绕过这条古道，由甘肃临洮出发，经今甘、川、藏边界人烟稀少的高山峡谷之地，绕道2删余里抵达金沙江畔，完成了中国古代军事上的一次创举。经过短暂休整后，忽必烈率大军攻入大理国都，将大理灭亡，完成了对南宋王朝的合围。
蒙哥在得知忽必烈顺利攻灭大理，完成对南宋的战略包围后，不由大喜，于是决定对南宋发动全面进攻。公元1257年春，蒙哥因猜忌解除了忽必烈的兵权，命幼弟阿里不哥留守漠北和林，然后亲率大军南下入蜀，并命令正面的左右两路大军伺机而动，准备在攻下四川后，顺江东下，三路大军在鄂州(今湖北武昌)会师，然后南下直捣南宋国都临安(今浙江杭州)。
公元1257年秋天，蒙哥率枷40000右翼军突入四川，塔察儿亦率左翼军包围了樊城。塔察儿并无丝毫的军事才能，在此后的一年多战争中，只会掳掠财物，恣情享乐，并没有攻陷一城，军纪也十分涣散。蒙哥不得不起用忽必烈重统左翼军马，整肃军纪，这才使得左翼军队建立了一些功勋。
蒙哥率领大军于公元1259年初包围四川重镇合州，切断了南宋援助部队与合州的一切联系。宋守将王坚毫不畏惧，率领合州军民奋勇抵抗，蒙军连攻5个月不克，蒙哥为此暴跳如雷，亲缶前线督战，结果被炮石击伤，一个月后便死于军中。
世祖忽必烈
(公元1215年～公元1294年)
在位时间：公元1260年～公元1294年
曾用年号：中统、至元
谥号：圣德神功文武皇帝
庙号：世祖
安葬地：起辇谷
早在漠北的时候，忽必烈就同大批中原汉族士大夫取得了密切的联系，在忽必烈的周围渐渐形成了一个汉儒幕僚集团，使得忽必烈的思想意识朝着不同于同辈皇兄弟的方向发展。忽必烈在漠北和林时，忽必烈接受了刘秉忠提出的“以马上取天下，不可以马上治”及历代封建统治的经验，使得忽必烈对旧制度造成的弊害有了清楚的认识，并希望在以后能建朝省、立法度、定官制，整饬赋税，采用汉法。通过这些汉族丈人的帮助，忽必烈不仅自己努力接受、学习汉文化，还要其它蒙古贵族跟着学。
公元1251年夏，蒙哥继承汗位后，将漠南汉地军国庶事全部委托给忽必烈掌管。次年，忽必烈又得到关中地区作为封地。忽必烈面对“汉地不治”的情况，在进一步拉拢汉族人士的同时，采取了招抚流亡、禁止妄杀、屯田积粮、整顿财政等一系列措施，以积聚雄厚的物资、军事基础，并任用熟习汉法的宋金官僚、知识分子进行统治，初步扭转了局面。
为了安定民心，忽必烈还屡次禁止诸将妄杀无辜，军士有违令的，杀以示众。致使诸军凛然，几乎没有敢违犯命令的。对掳获的战俘，不杀也不掳为奴，而是主张释放。
为了筹备进攻南宋的军粮、军费，忽必烈还十分注意屯田。公元1252年，忽必烈在唐州(今河南唐河)、邓州(今河南邓县)等地屯田，并在邓州设立屯田万户府。次年，又在凤翔(今陕西凤翔)屯田，以盐换粮，供应军饷。此外还发行了纸钞。这样，忽必烈逐渐控制了当时蒙古政权在中原汉地的很大一部分财权。忽必烈自掌管漠南汉地军国庶事之后所实行的一系列措施，使中原地区得到了初步的治理，人户逐渐增加，经济慢慢地恢复起来，为忽必烈夺取政权奠定了经济基础。
忽必烈采用汉法治理汉地必然地损害了蒙古游牧贵族和西域商人的利益，而在中原威望的日增，又形成了对蒙哥汗权的威胁。公元1257年，蒙哥借口忽必烈刚打完仗，又患有脚病，让他留在家中休息，而以塔察儿为左翼军统帅，解除了忽必烈的兵权、后来，蒙哥因塔察儿军事失利，又命忽必烈重率左路军征宋。在征宋的过程中，忽必烈又重新把东路军的大权控制在自己的手中。
公元1259年夏，蒙哥在攻宋战争中身负重伤，死于合州(今四川合州)钓鱼山下。忽必烈的弟弟、备受蒙哥信任的阿里不哥在蒙哥诸予和亲信大臣的支持下急忙策划继承汗位。
宪宗蒙哥是在南下伐宋的战争中死于合州城下的，因此，他生前没有对嗣位问题作出安排。这就在蒙古王室内部引起了激烈争吵。忽必烈有资格接替大汗的地位，但其皇弟阿里不哥和宪宗蒙哥的儿子们也可以继承汗位。这样，争夺汗位的斗争不可避免地在拖雷系诸王间发生了。
宪宗蒙哥南征时，阿里不哥奉命留守和林，主持大兀鲁思，管理留守军队及诸斡儿朵，在政治上处于十分优越的地位。同时，他拥有留守和林的军队，随从宪宗南征的军队也有一部分归附了他。蒙哥去世后，大军在攻宋前线，阿里不哥先发制人，派兵进至离忽必烈经营多年的根据地开平100余里的地方，给忽必烈造成了极大的威胁。
蒙哥去世时，忽必烈正奉命南征。力争夺王位，忽必烈认为应返回漠北。正好南宋贾似道派使讲和，忽必烈当即同意，断然把大军留在江北，自己率一支亲军先行。公元1260年春，忽必烈到达开平，召集忽邻勒塔。在诸王塔察儿、也先哥、合丹、末哥等以及大臣再三劝进下，忽必烈终于在开平登上了汗位。紧接着，四月份，阿里不哥在和林自称奉遗诏，在另一些王的拥戴下继承汗位。
至此，只有用武力来解决汗位问题了。忽必烈取得了大部分王公贵族的支持，很快迫使众叛亲离的阿里不哥于公元1246年夏归降忽必烈。
解决了内部问题后，忽必烈于公元1246夏迁都燕京，改燕京为中都，把中央政权机构设于此地，随后于公元1271年冬宣布改“大蒙古”为“大元”，取《易经》“大哉乾元”之义，表示国家广袤无疆。
在即位的最初几年里，忽必烈致力于巩固汗位，对南宋只求维持现状。公元1260年春，他派郝经为使到南宋宣告自己即位的消息，并商谈与贾似道达成的协议。但是，贾似道害怕郝经抵达朝廷会败露其屈辱投降的议和条约，便把郝经拘留在真州(今江苏仪征)。忽必烈在巩固了自己的地位、作了长期备战之后，便以宋廷拘囚郝经为借口，于公元1267年举兵伐宋。
公元1267年冬，忽必烈采纳了南宋降将刘整的建议，派阿术、刘整等进攻襄阳，并于公元1272年农历正月，攻克襄阳。公元1273年夏，元世祖忽必烈发布伐宋诏书，命元军分兵两路南征南宋。元军一路势如破竹，于公元1275年农历正月进驻临安城郊，并对临安合围。宋帝无可奈何地上表投降。
此后，元军将赵宋王朝消灭，完全统一全国。统一全国后，忽必烈为巩固元朝在中原的统治地位，进行了政治、军事、经济、文化等方面的改革。
公元1294年春，忽必烈逝世。
成宗铁穆儿
(公元1265年～公元1307年)
在位时间：公元1294年～公元1307年
曾用年号：元贞、大德
谥号：钦明广孝皇帝
庙号：成宗
安葬地：起辇谷
铁穆儿的父亲真金，是忽必烈的次子，也是忽必烈的皇位继承人，但在公元1285年，真金还没有等到即位称帝的那一天，就因病去世。真金之死，对年逾古稀的忽必烈打击很大，使他在重新确定继承人的问题上格外慎重。这时铁穆儿已长大成人，率兵平定乃颜余党的叛乱，镇守北部边境，得到忽必烈的赏识。公元1293年，忽必烈在拖了8年之后，终于将铁穆儿立为“皇太子”。
一年之后，忽必烈便因病去世，虽说祖父在生前指定铁穆儿为皇位继承人，但如不经过参加忽勒台(诸王大会)的诸王、贵戚的推选，就不能继位，因此铁穆儿赶紧奔赴上都，与拥有较强的势力又是忽必烈长刊、的大哥甘麻剌展开皇位争夺。不过铁穆儿拥有母亲伯蓝也怯赤(阔阔真)和重臣玉昔帖木儿以及伯颜的支持，甘麻剌料定不是弟弟的对手，于是铁穆儿就在一场虚惊中即位登基，成为元朝的又一任皇帝。
铁穆儿登基后，基本上保留了世祖晚年当政的原班人马，大政方针上也具有元世祖的遗风。为了争取蒙、汉儒臣的拥戴，铁穆儿下诏崇拜孔子，在京城建起孔子庙学，选名儒雅士担任学官。在任用蒙、汉儒臣的同时，铁穆儿像祖父一样，用色目官员管理财政，让回回人赛典赤的孙子伯颜担任中书平章政事，阿里任中书右丞。这就使得铁穆儿上台后的几年之间，政治相对稳定。
铁穆儿即位后，放弃了对周边地区大量用兵的做法，恢复与周围各国的睦邻关系。和安南、占城、日本等国建立友好的外交关系，此后，元朝与安南、占城之间，使节往来不绝，中日双方的民间贸易也比较活跃。
但这时的西北边境，仍有海都、笃哇等人长期与元朝中央政府为敌。铁穆儿即位后，叛军即返。面对叛军咄咄逼人的攻势，铁穆儿派出大军驻防西北，抵御叛军。双方一再发生战争，互有胜负，直到公元1302年，在元朝大军压境的局面下，笃哇和海都的儿子察八儿才向中央政府请求和解，铁穆儿答应了他们的请求，并下令在中央与笃哇、察八儿辖区之间设立驿站，以便于双方使臣往来。
铁穆儿与西北的和解，结束了长达40多年的皇室内争，重新确立了中央在西方诸汗国中的宗主地位。铁穆儿还派遣使臣与笃哇派出的使臣一同前往波斯，向新即位的伊利汗完者都(合儿班答)通告双方恢复和平的消息。公元1305年，完者都将这一事件郑重地函告法兰西国王腓力四世和英吉利国王爱德华一世。
铁穆儿即位后，对待军事和外交问题还能驾轻就熟，但对待国家经济生产发展的问题，就显得有些力不从心了。铁穆儿做皇帝之前，长年在外带兵，不谙朝政。做了皇帝后，为了争取蒙古贵族和大臣们的拥护，不惜倾尽国家财力，赏赐给众人，使得元朝经济出现紊乱的严重后果。他还对许多国家大事不管不问，做了5年多的皇帝，他竟然还不知道六部官员是何人。