Đầu năm 1285, quân Mông Cổ hạ một loạt vị trí, vượt sông Hồng tiến
vào kinh đô. Thăng Long bị cướp phá, dân cư bị tàn sát. Tướng Trần Bình
Trọng bị bắt; đáp lại những lời dụ dỗ đầu hàng, ông trả lời: ''Ta thà làm quỷ
nước Nam còn hơn làm vương đất Bắc!'' Ông bị chúng giết hại. Tướng
Mông Cổ Toa Đô xuất phát từ Chiêm Thành, dẫn quân tiến lên phía bắc để
hợp quân với Ô Mã Nhi; một đội quân Đại Việt do Trần Quang Khải chỉ
huy có nhiệm vụ chặn đội quân của Toa Đô ở Nghệ An đã bị đẩy lùi. Chiến
thuyền của Mông Cổ tự do xuôi ngược trên sông Hồng. Có những vương
hầu phản bội như Lê Tắc và Trần Ích Tắc. Triều đình nhà Trần phải lánh
vào Thanh Hóa. Quân Mông Cổ làm chủ đồng bằng sông Hồng, các tỉnh
Thanh Hóa, Nghệ An, nghĩa là bộ phận quan trọng nhất của đất nước.
Tuy nhiên, để chiêm đất, quân Mông Cổ buộc phải phân tán lực lượng
trong vô số những đồn lũy dễ bị đánh, cũng như những toán quân phải
thường xuyên tuần tiễu để giữ cho giao thông thông suốt. Từ những tháng
đầu của năm 1285, ở trung du, các thủ lĩnh địa phương đã giáng cho quân
Mông Cổ những đòn tổn thất, còn ở đồng bằng, dân chúng áp dụng danh
sách vườn không nhà trống khiến quân địch lâm vào tình trạng khó khăn vì
không kiếm được lương thực. Trong những điều kiện như vậy, quyết tâm
của bộ tư lệnh nhà Trần đã có thể triệt để phát huy hiệu quả.
Ở Nghệ An, quân của Toa Đô buôn bị du kích quấy rối, tìm cách hợp
nhất với đạo quân Mông Cổ đóng ở phía bắc bằng cách ngược sông Hồng.
Nhà Trần điều 50.000 quân chặn đường chúng, quân Mông Cổ bị thua một
trận lớn ở cửa Hàm Tử(tỉnh Hưng Yên). Trên đà ấy, Trần Hưng Đạo thúc
quân tiến về kinh đô Chương Dương, một tiền đồn cách Hà Nội 20 km về
phía nam bị đánh bật. Cũng trong thời gian đó, vua Trần cùng quân đội rời
nơi lánh nạn ở Thanh Hóa để tiến về kinh đô, trong khi dân chúng nổi dậy
quấy rối hậu phương của địch. Quân Mông Cổ rút khỏi Thăng Long lên
đóng ở phía bắc sông Hồng.
Đại quân của Đại Việt xông lên tấn công quân của Toa Đô và đè bẹp
chúng ở Tây Kết tháng 7-1285; Toa Đô bị giết, 50.000 quân địch bị bắt.
