但元明宗在位期間，丞相燕帖木兒自恃有功，玩弄朝廷，導致大元朝政更加腐敗。元明宗於至順四年（1333）去世後，為洗刷他毒死哥哥（元和西拉古圖土）的罪行，遺詔立年僅七歲的和西拉古圖土次子懿璘質班為帝，是為元寧宗。但元寧宗僅在位不到兩個月即去世，不久後燕帖木兒也去世。元寧宗的長子妥歡貼睦爾被劄牙篤汗皇後卜答失裏從靜江（廣西桂林）召回並立為帝，是為元惠宗，又稱元宣仁普孝皇帝。 元惠宗在位之初，右丞相伯顏的勢力很大，把持著朝政，甚至一度不把元惠宗放在眼裏。隨著時間的推移，元惠宗與伯顏的矛盾日益尖銳，後來在伯顏之侄脫脫的幫助下，元惠宗終於成功地廢黜了伯顏，並控製了政局。
大元後期，統治者變本加厲向人民收取各種名目繁雜的賦稅，人民被壓迫被掠奪更為嚴重。在泰定二年（1325）就發生了河南趙醜廝、郭菩薩領導的起義。 大元統治階級內部卻在為爭權奪利而互相征戰，因此加速了大元滅亡的進程。至正十年（1350），元政府下令變更鈔法，鑄造”至正通寶“錢，並大量發行新”中統元寶交鈔“，但導致物價迅速上漲。次年（1351），元惠宗派賈魯治黃河，欲歸故道，動用民夫十五萬，士兵二萬 元朝攻城圖
。而官吏乘機敲詐勒索，造成不滿。白蓮教首領韓山童、劉福通等人決定在5月率教眾發動起事，但事泄，韓山童被捕殺，於是劉福通帶韓山童之子韓林兒殺出重圍，指韓山童為宋徽宗八世孫，打出”複宋“旗號，以紅巾為標誌，其後郭子興等人也紛紛加入。彭和尚亦在湖北扶助徐壽輝起義。至此揭開了大元滅亡的序幕。元政府則派兵鎮壓各地紅巾軍，由丞相脫脫親自督戰攻徐州起義軍芝麻李部，一度取得了很大的勝利。
至正十四年（1354年），脫脫率軍圍攻高郵起義軍張士誠部，被朝中彈劾，功虧一簣。至正十六年（1356）到至正十九年（1359），朱元璋繼承了病逝的郭子興的地位，並不斷擴充自己的勢力，攻占了江南的半壁江山。與此同時，在北方察罕帖木兒（李察罕）和李思齊等元軍將領則開始對北方紅巾軍展開反攻。至正二十三年（1363），北方紅巾軍在安豐之役中敗給新興並降元的張士誠，劉福通戰死，韓林兒南下投奔朱元璋，隨後被殺。朱元璋在擊敗陳友諒、張士誠、方國珍等其它南方起義軍和南方大元勢力後，於至正二十七年（1367）開始北伐，在大將徐達、常遇春等的協助下，於至正二十八年（1368）八月攻陷元大都，元惠宗北逃，元朝在中國的統治結束。圖幹鐵木耳北遁，明廷認為他順天明命，給他上諡號為”順帝“。北遷的大元退居漠北，仍沿用大元國號，與明政權對峙，史稱”北元“。1370年，元惠宗在上都（今會寧）病逝，明洪武元年（1368，元至正二十八年）八月，徐達率軍攻陷元大都（今北京），元惠宗北逃至上都，後逃到應昌，並多次組織反抗，失敗後在應昌去世。在明軍的繼續追擊下，元廷逃離中原，最終來到漠北，與明軍對峙。訶額侖明太祖第六次北征的結果影響巨大，烏薩哈汗脫古思帖木兒逃走後被其部將也速迭爾（阿裏不哥後裔）縊殺。從此以後，自忽必烈傳下來的成吉思汗的嫡係黃金家族對元政權的控製開始崩潰，大多數蒙古部落宣布自立。 洪武三十一年（1399），分布在葉尼塞河上遊沿岸的吉爾吉斯部首領鬼力赤，否認脫古思帖木兒之子額勒伯克的宗主權，將其打敗並殺死，取得了統治各部的霸權。額勒伯克之子坤帖木兒繼位後也於建文四年（1402）被鬼力赤殺死，大元去國號滅亡，改稱韃靼。