由于对蒙古入侵的担忧，并无实权的日本皇室开始进行“异国降服”的祈神活动， 时常在神社、寺庙祈求神明庇佑。
而握有兵权的镰仓幕府则开始进行应对蒙古入侵的防御部署，幕府命令东国武士转移到西国的加强沿海的守护，以太宰府为中心，修建防御工事。甚至还从皇室、朝廷处获得了动员寺庙、庄园、社会资源的权利。借此机会，镰仓幕府更是牢牢地将实际权力握在了手中。而当时的日本民众，在蒙古入侵的威胁下，全民备战，人心惶惶。
这时与南宋战事逐渐占优的的忽必烈终于腾出兵力，下定决心东征日本。但征服欧亚的强弓铁蹄并不能渡海，全世界最优秀的骑兵也不能转化为海军。当时的蒙古海军虽比现代蒙古国的“王下七武海”强不少，但造船能力与海军指挥依旧缺乏经验。
缺乏造船经验蒙古人只好将造船给更适合的人。忽必烈要求高丽在一年内造出“千料舟 、拔都鲁轻疾舟、汲水小舟各三百 ,共九百艘 。”（千料舟为主要用于运载士兵的排水量较大的主力战舰。拔都鲁在蒙语中指代勇士，所谓拔都鲁轻疾舟，即负责舰队警戒、联络，及快速到达岸边时的小型快艇、汲水小舟则为储备粮草淡水的补给船）
高丽不敢怠慢，立命“征集工匠役夫，驿骑络绎不断于途。限期紧迫疾如风电，民甚苦之。”但不知是工期紧张制船工艺不成熟还是受蒙古压迫导致愤恨，高丽造出的船质量不佳，且多是平底船而不是在海洋上航行的海船。平底船为了方便
在内河航行，吃水较浅，遭遇较大风浪容易倾翻。粗制滥造的工艺加上错误的船型也导致了后来舰队的灾难。
公元 1274 年，忽必烈命 “庚寅、敕凤州经略使忻都，高丽军民总管洪茶丘等将屯田军及女真军、并水军、合万五千人、战船大小合九百艘、征日本、” 又“遣木速塔八、撒木合持诏使高丽签军五千六百人助征日本。”加上“梢工引海水手六千七百” ，浩浩荡荡的大军在征东都元帅忻都；右副元帅洪茶丘；左副元帅刘复亨的带领下，于10月3日从高丽合浦（现大韩民国镇海湾马山浦附近）出发，驶向东征日本的第一站——对马岛。
10月5日，东征军抵达对马岛，派出1000人先头部队，以巨大的兵力差距攻下了对马岛。对马守护代宗助国父子以八十骑迎战，全部战死，东征军胜利之后，“肆行杀戮，获妇女以索贯手心，系于船侧。”
10月14日，东征军攻入壹岐岛。派出二船约四百人先行登陆，与守护代左卫门尉平经高所率领的百余骑激战。日军战斗不利，退于城内防守，次日破城。太宰府镇西奉行兼 “三前二岛”守护藤原经资收到了对马、壹岐二岛失陷的消息后，立即要求地方守护武士按照事先指定的防御部署，迅速整备兵马向博多湾、大宰府等九州沿岸要地集结迎战。
10月16日东征军逼近肥前沿海岛屿及西北沿海一带，肥前守护松浦一族（松浦党）英勇抵抗，或被杀或被俘。或许是接连大胜，加之日军军事素养不及东征军，东征军没有在此处分散登陆稳住阵地，命高丽部队在日本筑前今津登陆，主力部队在博多湾沿岸的博多、赤坂等地登陆， 将军力直接指向博多太宰府。
10月19日，东征军进攻博多湾（现福冈附近），击败守军占领今津周边一带。由于今津一带地形不利于大部队展开作战，且距离大宰府尚有一日行程，加上害怕日军夜晚偷袭，元军当晚回到船上，准备次日进攻大宰府。
10月20日，元军展开登陆战，元军从博多湾一带登陆，进攻宫崎、赤坂、鹿原、百道源等地。而前一天已在百道原布阵的指挥藤原景资所率领的五百骑兵，并没有趁东征军登陆半途截击。而是在元军登陆整顿好队型后，方才按日本当时会战的惯例开始进攻。
在当时日本传统的战法是：以镝矢（射出后带有尖啸声的特殊箭矢）为开始战斗的信号，然后以武士带领各自的家臣私兵出战，家臣私兵以为君主而死为荣，因此士兵士气较高，不易溃散。但对大战略上部队几乎无统一指挥可言，并且武士战斗时注重迂腐的荣誉道德，只会一对一战斗，不能野战，不可偷袭。
而日军对东征军的战术战法，完全没有预料，东征军“诸将凭高鸣鼓，指挥兵士，进退应鼓声。敌有陷阵者，则围而击之。又发铁炮，歼敌兵无算。” 日军既对这种战术战法毫无办法，还对从未见过的铁炮心生畏惧，日军只觉得“飞铁炮火光闪闪，震声如雷，使人肝胆俱裂，眼昏耳聋，茫然不知所措。”
另一路东征军攻入博多湾东部箱崎附近，击败守军，占领岸边松林 ，共同夹击百道源战场的日军。东征军虽在其他战场遭遇顽强抵抗，遭遇失败，但在百道源战场凭借战术和武器方面的明显优势，两军交战不久，日军便死伤严重，百道源战场日军“伏尸如麻。”日军往太宰府方向撤退，远征军则乘胜追击。东征军左副元帅刘复亨太过靠近前线，被弓箭射中，身受重伤 。而日军则趁此机会终于摆脱追击，退往太宰府水城。
统帅受伤，进攻势头减弱，加上即将入夜，视野受限，东征军停止进攻。为防备日军夜晚偷袭，选择全军撤回船队修整。然而就在当晚， “会夜大风雨，战舰触崖壁，多败，侁堕水死。” 还有不少粗制滥造的内河船只沉没和搁浅在日本海岸被日军俘获。在付出了“军不还者无虑万三千五百余人”的代价后，东征军也再无战意，虽“入其国，败之。” 却 “官军不整，又矢尽。” 最后 “惟掳掠四境而归。”
蒙元第一次东征以撤军而告终，归国后，宣称“迁征东左副都元帅，统军四万，战船九百，征日本，与倭兵十万遇，战败之。”
