成吉思汗把新占领土封给他的三个儿子作为世袭领地，因而疆土被划分成了四部分，分别是金帐汗国、察合台汗国、窝阔台汗国、伊儿汗国。这就是历史上有名的四大汗国。它们同蒙古汗国及后来的元朝一直保持形式上的藩属关系，因此形成了历史上空前辽阔的、横跨欧亚大陆的蒙古大帝国。
1205—1209年，蒙古军三次攻入西夏，迫使西夏称臣，1226年秋又发动对西夏的战争次年七月，成吉思汗病死在六盘山南麓的兵营中。蒙古军秘不发丧，继续进攻西夏。不久，西夏皇帝投降被杀，西夏灭亡蒙古建国后，金拒绝承认，双方关系恶化。随着蒙古帝国的兴起，金的强国地位受到了威胁。金朝统治者却错误地选择了绝夏、攻宋、抗蒙的战略，结果三面树敌。蒙古攻西夏，西夏求援于金，金坐视不救，西夏投附于蒙古，与蒙古联手攻金，金处于西、北两面受敌窘境。金为减轻压力，从中都迁都汴京，采取弃北图南的战略，进攻南宋，结果，金北方尽失于蒙，南方受挫于宋，国土日蹙，国力日衰。1209年二月，成吉思汗发兵攻打金朝，1232年，金哀宗自杀，金朝灭亡。金灭后，宋依约准备接收洛阳等地，但蒙古军以武力制止宋军接收，并决黄河水淹阻宋军。从此，南宋与蒙古之间开始了正面冲突。元朝和南宋之间的生死存亡战争
1252年，忽必烈率大军进入吐蕃，后分兵三路进攻大理，国王段兴智逃走，在昆泽(今云南宜良)被俘，大理国灭亡。至此，蒙古国已统一了中国疆域的绝大部分，即统一了今之淮河至秦岭以北，甘肃、新疆、青海、西藏及云南，形成了对偏安江南的南宋王朝的包围形势，并开始全力进攻南宋。1258年初，蒙哥汗以三路大军攻宋，由忽必烈进军攻打，1259年，忽必烈为了争夺汗位，即与南宋秘密议和罢兵，因之蒙古对南宋的战争暂停。1274年，元世祖忽必烈对南宋发动全面进攻，至元十三年(公元1276年，宋德佑二年)正月，元兵逼近南宋首都临安(今浙江杭州市)，南宋都城临安沦陷，太皇太后、皇帝奉表投降，国玺交出。宋国土基本丧尽，元朝几乎拥有全中华。尽管文天祥、张世杰等在南方继续抵抗，但终于回天无力，到至元十六年(公元1279年，宋祥兴二年)厓山(今广东新会市南海上)战败，宋朝的残余势力也覆灭了。公元1206年，蒙古首领铁木真，统一了蒙古各部，建立蒙古国，并率军不断向外征战，先后灭西辽、西夏、金政权。公元1271年，忽必烈宣布建国，国号为元，次年定都北京，1279年灭南宋，正式统一中国。
1279年3月19日(南宋祥兴二年二月初六)，中国历史上规模最大海战之一的厓山海战爆发，南宋王朝最终灭亡。当日清晨，元军统帅张弘范率领水陆兵马二万人(蒙古军1000人，汉军1.9万人)、战船600余艘兵分四路向坚守最后基地厓山的南宋朝廷发起总攻。宋军主将张世杰等誓死不降，率宋军(官、兵、民约20余万，战船1000余艘)顽强抵抗。经过激烈战斗，元军在下午时分攻破宋军战船防线，宋军抵抗逐渐被击溃。 宋朝丞相陆秀夫背负9 岁的小皇帝赵昺投海自尽，翰林学士刘鼎孙、礼部尚书徐宗仁、兵部侍郎茅湘、吏部侍郎赵樵、枢密使高桂等很多官员及宫人也纷纷跳海殉难，宋营跳海殉死者达数万人，加上战死者在厓山海面浮尸十余万。张世杰仅仅率16艘大船护送杨太后(得知赵昺死讯后也跳海殉国)等乘乱突围，但遭遇风暴而亡。赵氏宋朝宣告灭亡。
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