台大力支持拖雷系的蒙哥，使得窝阔台系的失烈失去汗位。蒙哥继承汗位，后尊称元宪宗。1252年蒙哥即位后推行中央集权化，在汉地、中亚与伊朗等直辖地设置行中书省，分遣拖雷系诸王分守各地，以其弟忽必烈总领漠南汉地大总督以管理汉地。忽必烈统治汉地期间任用了大批汉族幕僚和儒士，巩固了华北地区，并且与兀良合台迂回南灭大理，扩大南宋防线缺口。1258年高丽崔氏政权跨台，高丽成为藩属国。同年蒙哥汗宣布兵分三路南征南宋，蒙哥汗率军攻打四川合州（今重庆）、忽必烈攻打湖北鄂州（今武昌）、兀良合台由云南晏当（今云南丽江北部）直攻