第一次征討日本失敗後的忽必烈並沒有放棄外交的手段，1275年二月，忽必烈派遣以禮部侍郎杜世忠為首的使團去到日本進行訪問，不料此時的北條時宗認為元朝不過如此，將忽必烈使團的成員全部殺害。此消息由於當時的交通問題，並沒有及時傳遞到忽必烈耳中。
北條時宗
1279年，忽必烈在崖山擊敗最後一支抵抗的南宋部隊後，開始著手渡海作戰。日本方面為了防禦元軍再次入侵，鎌倉幕府執政北條時宗大力加強備戰：一是加強長門守護所的力量，任命胞弟北條宗賴為長門守護，防衛中國西部；二是增派北條實政去鎮西主持九州方面的備戰工作；三是費時五年，由藤原經資負責築起一條西起今津，東至箱崎的高六尺厚一丈長十餘公里的石壩。
日本修築的石壩
公元1281年（元至元十八年，日弘安四年）年初，元軍第二次徵日艦隊集結完畢，這次的遠征軍空前強大：兵分兩路，一路以忻都、洪茶丘為統帥，率蒙古、高麗、漢聯軍四萬人，從高麗合浦出發，沿上一次的線路先攻對馬和壹岐兩島；一路由南宋降將范文虎率江南軍（南宋降軍）十萬人從寧波出發，橫渡東海到壹岐島會師。
范文虎
大軍臨行前，忽必烈告誡眾將：“取人家國，欲得百姓土地，若盡殺百姓，徒得地，何用？又有一事朕實憂之，恐卿輩不和耳，假若彼國人至，與卿輩有所議，當同心協謀，如出一口，答之。”一是不要濫殺百姓，二是將領要團結，應該說忽必烈很清楚自己軍隊的兩大弱點，但是事後證明，他告誡的話一點沒起作用。
忽必烈
5月，率先出發的東路軍九百餘艘戰艦橫跨朝鮮海峽，首先攻陷了對馬島和壹岐島，因為遭遇守軍的殊死抵抗，惱羞成怒的元軍大開殺戒，300多島民被屠戮。東路軍佔領壹岐島後，按照計劃，應該在此等候江南軍在6月中旬會師，共同登陸進攻。但是，統帥忻都自恃熟門熟路，加上搶功心切，根本沒有等江南軍，命令艦隊率先駛往博多灣，準備登陸作戰。
忻都
令忻都沒想到的是，為了抵抗中國軍隊的入侵，日本人老少皆兵。十幾歲的少年也拿起了竹槍，連藤原經資年過八十的老父親，都披上了甲冑從軍。此時的博多灣近海淺灘都被插上木樁，阻止戰船靠近，而且此時的博多灣遍佈十幾公里長，兩米高的石牆，上面還設有防禦工事。忻都嘗試派步兵登陸，試圖翻越石牆，但被石牆上的武士，居高臨下，用弓箭射死，元軍減員很多。
忻都看到強攻無望，於是率軍前往博多灣北部的——志賀島。志賀島退潮時，有一塊狹長的淺灘跟九州島相連，忻都想在那裡建立登陸場。但志賀島地形狹長，不適合元軍慣用的大軍團作戰，而日本武士那種單打獨鬥的作戰方式，卻在這裡發揮的淋漓盡致。日軍士氣高漲，元軍勇士被裝備精良刀具的御家人，砍的盔歪甲斜，肢斷頭飛，戰鬥減員多達一千餘人，副帥洪荼丘在小股日本武士的突襲下，嚇得落荒而逃。
博多灣
正面戰鬥失利，夜戰元軍也屢屢吃虧。夜間，東路元軍的戰船在志賀島附近海面停泊，半夜遭到日本水軍的襲擾，日本武士發揮近戰的長處，偷襲元軍屢屢得手。為對抗日軍偷襲，忻都命令將戰船環繞，結果元軍在海上漂泊了將近兩個月，沒法上岸修整。不久軍中爆發瘟疫，病死者多達三千多人，忻都和洪荼丘畏懼，看到南路軍爽約未至，便打算撤軍逃跑，但在高麗將領金方慶的勸阻下，忻都才答應再等一段時間。
兩次對日作戰進軍線路圖
按照作戰計劃，南路軍本應在六月中旬和東路軍會師。但因為主帥阿刺罕染病亡故。忽必烈新任命的徵東大帥阿塔海尚未到任，在寧波慶元港滯留將近一個月的范文虎下令大軍開拔。負責九州防務的日軍總大將藤原經資，率軍迎戰江南軍，雙方鏖戰兩天。日軍保家衛國作戰極為兇猛，南路軍主將范文虎，看到東路軍的慘狀，又在戰鬥中親眼見到勇猛兇狠的日本武士，這位向來畏敵如虎的降將，不由心存畏懼。
此時中國軍隊約為14萬人，日本軍隊約為4萬人。不過東路軍和江南軍兩位主帥關於是否繼續攻打九州這個問題上爭論不休。忻都和范文虎都不習水戰，所以大軍移師駐防於鷹島，在此處休整大軍，建立前進基地。東路軍和南路軍，很多將領都缺乏航海知識，三四千艘戰船停泊於此，緊密相連。只有高麗將領金慶元和水軍出身的江南軍將領張禧，下令將戰船分散停泊，以避風暴。
元日戰爭對比
七月三十日，海中發生異象，都是風暴將至的徵兆。當晚，“神風”來襲，留在船上過夜的元軍葬身魚腹，很多戰船因為停泊過近，互相撞擊，化為齏粉。三四千艘龐大的東征艦隊，被風暴摧殘，只剩下幾百艘戰船。張禧等人率部營救落水遇難的袍澤，范文虎的座船被毀，抱著一塊木板，在海中漂流，被張禧所救。此時鷹島附近海面，化身人間地獄，被溺死的元軍被海浪衝回海灘，堆積成山，倖存的元軍雖有幾萬人，但士氣低落。
日本臺風
八月一日，”颶風大作，戰艦皆破壞覆沒，左副都元帥阿刺帖木兒以下溺死者無算，流屍隨潮汐入浦口，積如邱陵。漂流免死者尚數千人，至鷹島繕治壞船，欲逃歸，皆為日本人所殺。范文虎、李庭等船亦壞，庭抱船板漂抵岸上，以餘眾由高麗北還”
但此時的鷹島上，還滯留著幾萬名無船可乘，被主帥拋棄的士兵和隨軍遠征的工匠。他們推舉一位連名字都沒留下的張姓低級軍官（張百戶）為頭領。準備砍伐樹木，收集木板，製造艦船回國。但北條時宗沒有給他們留下機會，在少貳景資的帶領下，裝備精良，以逸待勞的日本武士，對缺乏糧食、武器，猶如一片散沙的元軍倖存者進行了攻擊。
元軍沉船
元軍士兵，稍微抵抗後，便全部投降，被日本武士押解到博多灣太宰府。在那裡，御家人對戰俘的身份，進行了甄別。戰俘中的蒙古人、色目人、女真人、漢人（金國統治區的漢人）和高麗人，被就地處死。而剩下的兩萬人，則是江南軍中的南宋軍人和工匠們，他們作為奴隸，被安置在博多。
後經考古發現，江南軍搭乘的艦船，多為平底的河船，不適用於遠航使用。南宋時代有著發達的航海技術和造船工藝，不會出現如此低級錯誤。於是有人認為，是負責建造艦船的南宋遺民有意為之，畢竟一年內，建造三千多艘適用於海戰的戰船，的確是強人所難。於是有人將河船改為海船，濫竽充數，結果這些河船經不住風暴的摧殘，遇到颱風直接解體。
日本人繪製弘安之役
弘安之役，倖存回國的元軍，不過兩萬多人，被俘的元軍兩萬多人，十四萬大軍，有十萬人死難。感到顏面盡失的忽必烈，準備第三次徵日戰爭，但因為江南各地爆發起義，征討安南國和窩闊臺後裔爭奪汗位等種種原因，一拖再拖，最後不了了之。東征諸將，只有張禧沒被治罪，但忻都、范文虎等罪魁，表面治罪，實則官運亨通。
雖然日本取得了戰爭的勝利，但是通過這次戰爭日本傾盡國力，戰後受貨幣經濟影響，無法恩賞抗元官兵，導致御家人的貧困與御家人制度的解體。北條時宗在抵抗中國四年之後就去世了，留給鎌倉幕府的是御家人和非御家人的仇恨，各個軍閥之間的矛盾。後醍醐天皇乘機發動正中之變與元弘之變，雖然都失敗，但是鎌倉幕府的統治地位受到了極大的動搖，在戰爭勝利五十年後，鎌倉幕府被推翻。
後醍醐天皇
後世把中國這兩次征討日本戰爭的失敗因素歸結為颶風的襲擊。文永之役元軍的退兵，多半在於多民族混編而帶來的矛盾。日本的氣象學者荒川秀俊指出，舊曆10月20日，即陽曆的11月26日並非颱風季節，當時可信的第一手文書資料也沒有任何颱風的記載。荒川氏的結論是，所謂文永的“神風”，是同弘安之役的颱風事實相混淆的結果。
事實上元軍的自發撤退，決非颱風的影響。二十日晚，忻都，洪荼丘、金方慶等主要將領進行了作戰會議，會上金方慶認為“我兵雖少，已入敵境，人自為戰；即孟明焚舟，淮陰背水計也，請複決戰。”
然而主將忻都則認為“小敵之堅，大敵之擒，策疲兵入敵境，非完計也，不若班師”。忻都的話不免遁辭之嫌，他寧願藉故退兵，也不願意讓金方慶搶到大功。從而斷送了本已經勝利在即的軍事行動。
弘安之役
弘安之役，中國軍隊的戰敗除了有大風的因素，還有就是中國主帥的外行指導內行。還有一方面就是日本為了保護自己的家園不惜傾盡國力的抗戰，修築浩大工程，防禦得當。此外，中國軍隊在日本並不得人心，如果中國軍隊真的攻進日本，那麼沒有後勤保障的中國軍隊也會進退維谷。
這次中日戰爭，日本戰勝當時最最強大的中國軍隊，給日本人極大的民族自信，日本人也以大風為榮，處處加油鼓勁的時候都借風進行比喻。而中國人也第一次看到了日本人實實在在的威脅。
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