大元后期，统治者变本加厉向人民收取各种名目繁杂的赋税，人民被压迫被掠夺更为严重。在泰定二年（1325）就发生了河南赵丑厮、郭菩萨领导的起义。
大元统治阶级内部却在为争权夺利而互相征战，因此加速了大元灭亡的进程。至正十年（1350），元政府下令变更钞法，铸造“至正通宝”钱，并大量发行新“中统元宝交钞”，但导致物价迅速上涨。次年（1351），元惠宗派贾鲁治黄河，欲归故道，动用民夫十五万，士兵二万。而官吏乘机敲诈勒索，造成不满。白莲教首领韩山童、刘福通等人决定在5月率教众发动起事，但事泄，韩山童被捕杀，于是刘福通带韩山童之子韩林儿杀出重围，指韩山童为宋徽宗八世孙，打出“复宋”旗号，以红巾为标志，其后郭子兴等人也纷纷加入。彭和尚亦在湖北扶助徐寿辉起义。至此揭开了大元灭亡的序幕。元政府则派兵镇压各地红巾军，由丞相脱脱亲自督战攻徐州起义军芝麻李部，一度取得了很大的胜利。至正十四年(1354年)，脱脱率军围攻高邮起义军张士诚部，被朝中弹劾，功亏一篑。至正十六年（1356）到至正十九年（1359），朱元璋继承了病逝的郭子兴的地位，并不断扩充自己的势力，攻占了江南的半壁江山。与此同时，在北方察罕帖木儿（李察罕）和李思齐等元军将领则开始对北方红巾军展开反攻。至正二十三年（1363），北方红巾军在安丰之役中败给新兴并降元的张士诚，刘福通战死，韩林儿南下投奔朱元璋，随后被杀。朱元璋在击败陈友谅、张士诚、方国珍等其它南方起义军和南方大元势力后，于至正二十七年（1367）开始北伐，在大将徐达、常遇春等的协助下，于至正二十八年（1368）八月攻陷元大都，元惠宗北逃，元朝在中国的统治结束。图干铁木耳北遁，明廷认为他顺天明命，给他上谥号为“顺帝”。
北迁的大元退居漠北，仍沿用大元国号，与明政权对峙，史称“北元”。1370年，元惠宗在上都（今会宁）病逝。
明洪武元年（1368，元至正二十八年）八月，徐达率军攻陷元大都（今北京），元惠宗北逃至上都，后逃到应昌，并多次组织反抗，失败后在应昌去世。在明军的继续追击下，元廷逃离中原，最终来到漠北，与明军对峙。
明太祖第六次北征的结果影响巨大，乌萨哈汗脱古思帖木儿逃走后被其部将也速迭尔（阿里不哥后裔）缢杀。从此以后，自忽必烈传下来的成吉思汗的嫡系黄金家族对元政权的控制开始崩溃，大多数蒙古部落宣布自立。
洪武三十一年（1399），分布在叶尼塞河上游沿岸的吉尔吉斯部首领鬼力赤，否认脱古思帖木儿之子额勒伯克的宗主权，将其打败并杀死，取得了统治各部的霸权。额勒伯克之子坤帖木儿继位后也于建文四年（1402）被鬼力赤杀死，大元去国号灭亡，改称鞑靼。