至元三十一年（1294）忽必烈驾崩。[20]由于太子真金早死，帝位由各方争夺。最后，群臣在真金的长子晋王甘麻剌及三子铁穆尔之间选择，由于铁穆尔受元世祖下赐皇太子宝及镇守和林。故晋王甘麻剌退让，铁穆尔即位（即元成宗，蒙语称完泽笃皇帝，1294-1307年在位）。停止对外战争，专力整顿国内军政。采取限制诸王势力、减免部分赋税、新编律令等措施，使社会矛盾暂时有所缓和。
同时，发兵击败西北海都、笃哇等，都哇、察八儿归附，使西北长期动乱局面有所改观。在位期间基本维持守成局面，但滥增赏赐，入不敷出，国库资财匮乏，钞币贬值。曾发兵征讨八百媳妇(在今泰国北部)，引起云、贵地区动乱。晚年患病，委任皇后卜鲁罕和色目大臣，朝政日渐衰败。他执政末年还成功与长期敌对的窝阔台汗国和察合台汗国讲和，结束了西北的动乱局面。
大德十一年（1307），铁穆尔死，前太子真金之孙海山即位于元上都，是为元武宗。并立其弟爱育黎拔力八达为皇太子，约定兄终弟及，同时又约定爱育黎拔力八达死后，帝位复归武宗之子和世剌[22]。他为了摆脱财政危机，下令重新设立尚书省，并印发至大银钞，结果导致至元钞大为贬值。至大二年（1309），他与察合台汗国瓜分了窝阔台汗国，窝阔台汗国从此灭亡。
至大四年（1311），元仁宗即位，[23]元仁宗即位后，生母兴圣皇太后的重臣铁木迭儿为右丞相仁。元宗取消了元武宗的经济措施，并违背前约，立自己的儿子硕德八剌为皇太子，破坏了与元武宗相约先立和世琜继位，再传位硕德八剌等之约。封元武宗长子和世剌为周王，将周王和世琜徙居云南，但和世琜在途中起兵前往西北游牧。元仁宗把和世琜之弟图帖睦尔放逐至南方。
汉化与政变
延祐七年（1320），元仁宗死，硕德八剌即位，是为元英宗。元英宗继承了其父元仁宗的以儒治国政策，加强中央集权和官僚体制，并于至治三年（1323）下令编成并颁布元帝国正式法典——《大元通制》，共2539条。他还下令清除朝廷中铁木迭儿的势力，但随着清理的扩大，再加上朝廷中的蒙古保守势力对元英宗以儒治国的施政不满，导致铁木迭儿的义子铁失在至治三年（1323）夏天趁格坚汗去上都避暑之机，在上都以南15公里一个名叫南坡的地方，刺杀了元英宗及宰相拜住等人，史称南坡之变。
元英宗被行刺后，镇守和林的晋王甘麻剌的长子，真金的长孙，也孙铁木儿率兵南下，杀掉行刺元英宗的叛臣后即位，是为元泰定帝。元泰定帝即位后，封被元英宗放逐到海南岛的图帖睦尔为怀王，镇守建康。
泰定五年（1328），元泰定帝死。丞相倒剌沙在上都奉泰定帝之子阿剌吉八为帝，是为元天顺帝。而与此同时,元武宗的旧部重臣燕铁木儿与河南行省丞相伯颜则分别秘密向漠北和江南遣使，同时迎接周王和世剌与其弟图贴睦儿。结果，图帖睦尔先至大都，在天历元年（1328）自立为帝，是为元文宗。而和世剌抵达和林后，也宣布即位，是为元明宗。札牙笃汗表面上表示愿意退位，奉兄为帝，两人遂相会于上都之南，元文宗毒死西拉古图土后称帝。
元文宗重祚以后，大兴文治。天历二年（1329）二月，札牙笃汗设立了奎章阁学士院，掌进讲经史之书，考察历代治乱。又令所有勋贵大臣的子孙都要到奎章阁学习。奎章阁下设艺文监，专门负责将儒家典籍译成蒙古文字，以及校勘。同年下令编纂《元经世大典》，两年后修成，为元代一部重要的记述典章制度的巨著。但元文宗在位期间，丞相燕帖木儿自恃有功，玩弄朝廷，导致大元朝政更加腐败。
元文宗于至顺三年（1332）去世后，为洗刷他毒死哥哥（元和西拉古图土）的罪行，遗诏立年仅七岁的和西拉古图土次子懿璘质班为帝，是为元宁宗。但元宁宗仅在位不到两个月即去世，不久后燕帖木儿也去世。元明宗的长子妥欢贴睦尔被札牙笃汗皇后卜答失里从静江（广西桂林）召回并立为帝，是为元惠宗，又称元宣仁普孝皇帝。
元惠宗在位之初，右丞相伯颜的势力很大，把持着朝政，甚至一度不把元惠宗放在眼里。随着时间的推移，元惠宗与伯颜的矛盾日益尖锐，后来在伯颜之侄脱脱的帮助下，元惠宗终于成功地废黜了伯颜，并控制了政局。
至正三年（1343），元惠宗下令修撰《辽史》、《金史》、《宋史》三史，至1345年修成。
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