忽必烈是成吉思汗幼子拖雷的第二个儿子。他的母亲唆鲁忽帖尼深受汉文化的影响，常征召儒士到漠北去为她的孩子们讲学，因而使忽必烈从小就受到儒家思想的熏陶。二十多岁时，忽必烈与燕京大庆寿寺的海云禅师过从甚密，海云将他的弟子子聪推荐给忽必烈，经常向他请教。子聪俗姓刘，名侃，后改秉忠。之后，忽必烈又召纳了赵璧、郝经等众多儒学名师在身边。

1251年，忽必烈的哥哥蒙哥接大汗位。因在蒙哥争夺汗位的斗争中推戴有功，受到器重，总领漠南汉地军国庶事，统领陕西和河南地区。接受刘秉忠的建议，忽必烈在漠南大兴汉法，试行仁政，取得了较大的效果。这一切引起了蒙哥的猜忌，一部分宗亲大臣也进行挑拨，认为忽必烈在拉拢中原人心。

1257年，蒙哥借口忽必烈腿疾而收回了他的兵权，同时设立元世祖出行图钩考局，派人到陕西、河南检查财赋，借机铲除忽必烈的下属党羽。儒臣姚枢进言对忽必烈说：“大汗在国是君，在家是兄，你难与之抗衡。不如将妻子儿女送归汗廷，表示自己没有异志，或许可消除大汗的怀疑。”忽必烈依言将妻女送到和林，自己又去亲见蒙哥，说明自己在漠北的所作所为。行汉法使忽必烈看到了汉民族文化的博大精深，同时他知道只要行汉法，就能得到汉族人的支持。

1260年，蒙哥率军进攻南宋四川钓鱼城时，病死在军中。这时忽必烈正率军在渡淮攻打鄂州。消息传来，许多人认为他应撤兵北归，夺取汗位，而忽必烈认为不能无功而返，仍渡过长江，进围鄂州，与宋军贾似道对峙。

这时忽必烈得到妻子的密报，其弟阿里不哥正在谋继汗位，他就采纳郝经的意见，接受贾似道求和的要求，率师北归，于这年年底回到燕京。1260年，忽必烈不顾蒙古传统惯例，在开平自行召开忽里勒台选汗大会，在塔尔察儿等一部分王族的支持下，登上大汗宝座。

蒙古大汗的产生要经过忽里勒台会议推选，而且要有成吉思汗家族各支系、诸王贵族参加，在鄂嫩河、克鲁伦之地举行才算合法，被推选人必须经过一番形式上的推辞，才能即汗位。而忽必烈的上台，仅召集了自己的亲信诸王，没有给予有选举权的其他各系诸王们时间和机会来行使权力，因此他的即位许多蒙古贵族认为是不合法的。

几乎同时，阿里不哥在和林也召开大会，受到另一部分贵族的拥护，宣布即大汗位。于是蒙古汗国出现了两个都自称合法的大汗。

从总的来看，支持阿里不哥的蒙古贵族更多，但忽必烈发挥了自己在军事上的才能。他发兵迅速控制了川陕地区，亲征和林，封锁了运输线，使阿里不哥无法从汉地获得粮食而陷于困境。之后，阿里不哥多次战败，财力物力越来越贫竭，渐渐众叛亲离，西北诸王纷纷倒向忽必烈，阿里不哥最后不得不到上都向忽必烈投降。

击败阿里不哥，并没有消灭隐患，终忽必烈有生之年，北方诸王叛乱此起彼伏，从未停止；先是海都等一些守旧的蒙古藩王主张蒙古旧俗，反对忽必烈行汉法，多次兴兵问罪，一度占领哈刺和林，之后昔里吉和乃颜等也先后叛乱。

这些事件在说明忽必烈作为蒙古大汗的权威可能在消失，他在征服中国的过程中，也在丧失对漠北的控制力。北京北海琼华岛阿里不哥虽然已经击败，但不能保证他不东山再起，东北、西北诸王也不能全部消灭，在这样的一种政治背景之下，忽必烈觉得定都和林就有冒险的成分，而把它作为中原的屏障，作为缓冲地带来抵御北方不断的叛乱，是再好不过了。

所以在战胜阿里不哥之后，1264年8月，刘秉忠建议忽必烈定都燕京，忽必烈马上赞同，下诏修治宫室城池，作为中都，这时的中都已事实上作为忽必烈的政治中心了。

北方政局略为稳定后，忽必烈开始了进攻南宋。1267年他再度攻宋。占领襄樊后，灭亡南宋的时机也告成熟。接下来的问题是如何统治宋地，如何有效地对西夏故地和大理、西藏等地进行管理，忽必烈及其身边的智囊团自然而然地想到了迁都。

早在蒙哥汗时，忽必烈就经营漠南，培植了强有力的汉族政治、军事和经济力量。还未登位时，大臣霸突鲁就说：“幽燕之地，龙蟠虎踞，形势雄伟，南控江淮，北连朔漠。且天子必居中以受四方朝觐。大王果欲以营天下，驻跸之所，非燕不可。”所以迁都之议从即位不久即已开始。

之后由于自己在蒙古贵族中的威望减弱，从有效控制中原之地考虑，于1272年正式迁都。他自己也说：“朕居此以临天下，霸突鲁之力也。”说明迁都是考虑了很长时间的。

至于一些观点认为忽必烈迁都是北方少数民族封建化的结果，迁都是考虑到了经济上的原因，恐怕都不是事实。