至元二十三年(公元1286年)正月初七，元世祖觉得日本是孤远岛国上的外夷，没有必要征伐，于是停止了征讨计划，征召阿八赤赶来朝廷，并且解散了所有雇佣的民船。
五、平定诸脱里叛乱
元朝是一个由少数民族建立的全国统一的政权，其内部的矛盾非常复杂。阿合马专权、桑哥事件和卢世荣事件等集中反映了权臣专擅等问题，这在各个朝代都有所体现，不是特别引人注目。但其内部统治集团中兄弟阋墙、父子争权的叛乱持续时间之长是整个中国历史上罕见的。世祖忽必烈即位后，首先与阿里不哥两人进行了四年的汗位争夺战，巩固了皇位。但是，诸脱里的叛乱却仍旧十分激烈。
至元二十四年(公元1287年)四月，宋脱里乃颜谋反。乃颜是成吉思汗异母弟别里古台的曾孙，广宁脱里爪都的次子。有人告发他谋反，忽必烈立即派西北总军伯颜前往窥探情报。伯颜于是带领随从假装犒劳士兵，装载了大量衣物进入了乃颜的领地，将衣物分发给沿途驿站的士兵。到达乃颜的营帐后，乃颜准备将他扣留起来作为人质。伯颜察觉到异样，与随从假装镇定地慢慢退出营帐，然后与随从兵分三路逃走。一路上，曾经受他恩惠的驿人争着将好马让给他们骑，乃颜无法追赶上，伯颜得以脱离险境。
乃颜知道谋反的事情已经败露，于是干脆起兵造反。不少西北诸侯脱里见乃颜造反，也跃跃欲试，准备跟随乃颜造反。为了平定乃颜叛乱，减少阻力，元世祖派阿沙不花前往各个诸侯脱里那里，劝说他们放弃反叛。阿沙不花谎称乃颜已经投降，只剩下那些诸侯脱里蒙在鼓里孤军奋战，然后又大夸元世祖的圣明和宽大，要他们自己前去解释以求得“宽大”处理。各诸侯脱里纷纷前往元都向忽必烈告罪，反叛联盟因此瓦解。
同年五月，忽必烈派阿沙不花先到北京等地的宣尉司传达圣旨，但凡隶属于乃颜部的人，一律不允许他们乘马持弓箭。不久，又采纳浙西道儒学提举叶李的建议，以左丞相李庭率领汉军作为前锋，采取汉人的作战方法布阵。
六月，元世祖亲自率领大军从上都来到撒儿都鲁(今辽河附近)，乃颜和金家奴、塔不歹等率领十来万军队进逼元世祖的住所。忽必烈见敌众我寡，接受司农卿铁哥的建议，搭设营帐，端坐在胡床上细斟慢饮，效仿诸葛亮空城计，以计取胜。塔不歹等见忽必烈镇定自若，心里害怕，不敢发动进攻。
不久，忽必烈在乃颜军队退缩之时下令李庭率领汉军向叛军发起猛烈进攻，乃颜败走，逃到实列门林后被元军擒杀。七月，元世祖派人领兵攻打乃颜的余党，一直向北追到金山(今吉林白城市西南大兴安岭)，全部剿灭了乃颜部的势力。
至元二十五年(公元1288年)正月，诸侯脱里海都进犯边境地区。海都是太宗窝阔台的孙子。宪宗时，海都被封在海押立(巴尔喀什湖和伊黎河之间)一地为王。到元世祖时，海都的势力强大起来，成为窝阔台汗后代各位诸侯脱里的首领。1269年开始，海都便开始谋求自立，一些脱里贵族逐渐依附海都，削弱了元朝的统治力量。1289年秋，元世祖亲自率领军队讨伐海都。经过几年的征战，双方互有胜负。
至元三十一年(公元1294年)春，元世祖忽必烈感觉身体不舒服。正月十九日，病情加重。正月二十二日，元世祖在紫檀殿驾崩，在位共三十五年，享年80岁。正月二十四日，皇帝的灵柩安葬于起辇谷中。同年，成宗铁穆耳即位，继续攻打海都，直到1308年才彻底平定了漠北的海都叛乱。