忽必烈的征日準備工作已經進行了相當長的一段時間了。他命令高麗人制造船只，運送他的軍隊橫跨日本海，從日本列島的最南端發起攻擊。1274年11月，他派遣了一支由蒙古人、漢人、女真人組成的一萬五千人的軍隊和六千至八千名滿心不悅的高麗士兵(他們并不想參加這場戰役)，由大約七千名高麗水手引導，從合浦(在現在的韓國釜山附近)出發開往日本。

蒙古軍分乘三百艘大船和四百到五百艘小船，首先在對馬島和壹岐島登陸，輕易地蕩平了駐守在那里的日軍。但是，忽必烈派往日本的軍隊無論規模上還是實力上都不足以徹底掃平日本列島。他肯定低估了日本人的抵抗能力。

最關鍵的戰斗自然將在九州進行。雖然日本人知道蒙古大軍正在開過來，但是他們的準備工作做得還很粗略。他們的經濟狀況無法在九州維持一支規模可觀的軍隊，他們也沒有一個政治統一和中央集權的政權去組織一支強大的軍隊投入戰斗。

他們根本無法對付蒙古人的遠程武器，包括十字弓和各種各樣的彈射器。他們的指揮官缺乏實戰經驗，與身經百戰的蒙古統帥無法相比。日本軍隊長于肉搏，但是蒙古軍隊習慣于以組織嚴密的小組為單位集體作戰，這種戰術是日本人所不熟悉的。

所以，當蒙古軍于11月19日在九州東岸的博多登陸時，日本人處于絕對的劣勢。蒙古軍在進軍之前鼓樂齊鳴，其戰陣和攻擊方法使得日本人毫無招架之力。第一晚的戰斗就使日本軍隊遭受了人員和裝備的重大損失。他們的殘兵敗將更是不堪一擊。潰敗看來是在所難免了，那天晚上，唯一使他們大難不死的是無邊的黑暗。

但大自然為日本人提供了更好的保護。就在同一天晚上，海面突然起了風暴。高麗水手馬上對蒙古將領說，他們必須回到船上，把船開往海上，直到風暴消退。

否則，他們的船只就會與岸邊的巖石相撞而沉沒，那樣，他們將失去唯一的撤退工具。蒙古人勉強同意了，并開始從博多撤退。一些日本人追擊并殺死了一些正在撤退的蒙古兵。然而，那天晚上蒙古兵遭受的大多數傷亡都發生在海上。狂風、巨浪和礁石把幾百艘船只擊成了碎片。根據一些記載，蒙古軍有一萬三千人因此喪生。日本人因這場風暴而大難不死。蒙古人的遠征以徹底的失敗而告結束，殘余的蒙古軍駛回了老家，向忽必烈報告了這次慘敗。

由于大汗正把全部精力投入到征服南宋的戰役中，他無法騰出手來立即向日本人復仇。相反，1275年忽必烈又向日本派遣了一個使團，由杜世忠和何文著帶領，要求日本稱臣，以免再度興師入侵日本。

日本當局正因為最近的軍事勝利而趾高氣揚，并相信他們的神拯救了他們，于是把不幸的使節處死，進一步加深了與中國王朝的嫌隙。

對蒙古人來說，再沒有什么比這種行徑更可恨的了。忽必烈決不能允許這樣一種暴行逃過懲罰。但是，直到好幾年后他才騰出手來再次興兵討伐日本。