Mặc dù đã hai lần thất bại song quân Nguyên vẫn chưa từ bỏ ý đồ xâm lược nước ta. Để chuẩn bị cho lần viễn chinh thứ ba này, Hốt Tất Liệt đã huy động hàng chục vạn quân, chia làm 3 mũi tiến vào từ 3 phía: Vân Nam, Lạng Sơn, đạo quân thủy do Ô Mã Nhi, Phàn Tiếp vượt biển, qua Quảng Ninh ngược sông Bạch Đằng để vào nội địa. Ngả sông Hồng, đạo quân Mông Nguyên do Ái Lỗ (A Rục), A Tri và Mông Khu Đai chỉ huy nhiều lần bị quân của Trần Nhật Duật chặn đánh. Trước thế mạnh ban đầu của giặc, Trần Nhật Duật đã chủ động rút quân từ Tuyên Quang về lập phòng tuyến chống địch tại Bạch Hạc. Ngày 11 tháng 12 năm 1287, sau những trận chiến đấu quyết liệt tại Bạch Hạc, Trần Nhật Duật tiếp tục rút lui. Cũng như hai lần trước, quân Nguyên tràn vào Thăng Long, song không tiêu diệt được bộ chỉ huy cuộc kháng chiến, quân Nguyên hung hãn tấn công xuống Thiên Trường. Do mất toàn bộ đoàn thuyền lương ở Vân Đồn, Thoát Hoan lo thiếu lương thực, sợ bị tiêu diệt, vội vã tính chuyên tháo chạy. Theo đúng dự tính của Trần Hưng Đạo, quân dân Đại Việt đã tổ chức phục kích, đánh tan cánh quân thủy trên sông Bạch Đằng. Hàng vạn quân Mông Nguyên bị tiêu diệt, bị bắt sống, (trong đó có các tướng Ô Mã Nhi, Phàn Tiếp, Tích Lệ Cơ) thu về hơn 400 chiến thuyền. Chiến thắng Bạch Đằng đã đập tan mưu đồ xâm lược Đại Việt của quân Mông Nguyên, bảo vệ vững chắc nền độc lập của Tổ quốc. Trong ba lần kháng chiến chống Mông Nguyên, trên vùng đất Vĩnh Phúc, hưởng ứng lời kêu gọi của triều đình, đã có nhiều dân người đứng lên, tập hợp và tổ chức dân binh phục kích, tiêu hao nhiều sinh lực địch. Ngày nay, trên địa bàn Vĩnh Phúc còn truyền tụng những câu chuyện về bảy anh em họ Lỗ, ba ông quận tham gia đánh giặc Nguyên. Thần tích ghi 7 anh em họ Lỗ quê ở xã Bồ Lí, tổng Yên Dương, huyện Tam Dương, gia cảnh nghèo khổ, phải kiếm củi nuôi nhau. Khi nghe tin quân Nguyên xâm lược, liền bỏ nghề kiếm củi, tập hợp dân làng đi đánh giặc, địa bàn hoạt động của họ suốt từ tả ngạn sông Lô đến tả ngạn sông Hồng, từ Bạch Hạc đến Chèm (Hà Nội ngày nay). Sau khi đánh giặc xong, lại trở về quê cũ kiếm củi. Sau bảy anh em được lập đền thờ ở các xã: Đình Thúy, Gẩu, Tích Sơn (thành phố Vĩnh Yên), đình Hướng Đạo, Lai Sơn, Nhân Mĩ, Long Đậu, Láng (huyện Tam Dương). Sau kháng chiến chống xâm lược Mông Nguyên, trên vùng đất Vĩnh Phúc, dọc các triền sông Lô, sông Hồng - con đường giặc ngoại xâm đã tràn qua, làng xóm bị tàn phá khá nặng nề. Nhân dân Vĩnh Phúc cùng với quân dân cả nước lại bắt tay vào công cuộc khôi phục đất nước, quê hương.