- Tháng 1/1288, Thoát Hoan chia làm 3 đạo quân tiến vào Thăng Long. Tại đây ta thực hiện " vườn không nhà trống". Quân Nguyên ngày càng rơi vào thế lúng túng khó khăn. Thoát Hoan quyết định rút quân về nước. Nhân cơ hội này, vua Trần và Trần Quốc Tuấn mở cuộc phản công và tiến hành bố trí quân mai phục ở sông Bạch Đằng.
 - Tháng 4/1288, đoàn quân Ô Mã Nhi rút theo đường thủy trên sông Bạch Đằng. Khi quân Ô Mã Nhi tiến quân đến bãi cọ, quân Trần ra khiêu chiến rồi giả vờ thua chạy, chờ khi nước triều xuống tổ chức phản công. Toàn bộ cánh thủy binh giặc bị tiêu giệt. Ô Mã Nhi bị bắt sống. Cánh quân Thoát Hoan từ Vạn Kiếp ngược lên Lạng Sơn rút qua Quảng Tây, Trung Quốc cũng bị truy kích và tiêu diệt.  
=> Cuộc kháng chiến kết thúc thắng lợi.