Ngày 28 tháng giêng, Hưng Đạo Vương tâu với nhà vua xin cho Thượng tướng Thái sư Trần Quang Khải chận đánh cánh quân của Toa Đô ở Nghệ An (cánh quân này được lịnh từ Chiêm Thành, tiến chiếm các châu lộ phía Nam của ta, rồi Bắc tiến, phối hợp với đạo quân của Thoát Hoan làm thành thế gọng kềm tiêu diệt quân đội nhà Trần).

Ngày 1 tháng 2, con thứ của Tỉnh Quốc Đại Vương Quốc Khang là thượng vị Chương Hiến Trần Kiện (Trần Kiện vốn có hiềm khích với hoàng tử Đức Việp. Khi giặc Nguyên xâm lăng, Kiện được lịnh trấn giữ Thanh Hóa) và thuộc hạ thân tín là Lê Tắc (hay Trắc) ra đầu hàng quân Nguyên. Toa Đô sai quân lính đưa đám hàng binh này về Yên kinh (thủ phủ của nhà Nguyên). Dọc đường bị các vị tù trưởng ở Lạng Giang (tức Lạng Sơn ngày nay) là Nguyễn Thế Lộc, Nguyễn Lĩnh tập kích trại Ma Lục (ở Chi Lăng thuộc châu Lạng Giang thời đó, nay là tỉnh Lạng Sơn). Vị tướng của Hưng Đạo Vương là Nguyễn Địa Lô bắn tên giết được Trần Kiện. Lê Tắc phải đưa xác Kiện lên ngựa, chạy trốn trong đêm, được vài chục dặm tới Khâu Ôn và chôn tại đó.

Quân Toa Đô từ Chiêm Thành kéo về, cướp bóc ở dọc đường, trèo non xuống dốc ở khoảng châu Ô, châu Lý, châu Hoan, châu Ái, nay về trấn đóng ở Tây Kết.

Các vị Chiêu Thành Vương (khuyết danh), Hoài Văn Hầu Trần Quốc Toản, tướng quân Nguyễn Khoái được lịnh của Đức Hoàng đế Trần đem các binh sĩ tinh nhuệ vây đánh quân giặc ở bến Tây-Kết (ở ven sông Hồng, khoảng thôn Đông Kết, xã Đông Bình, huyện Châu Giang, tỉnh Hải Hưng. Ngày nay, thôn này cách sông Hồng 3 cây số, đất bãi (tức bãi Mạn-Trù, nay thuộc xã Tân Châu), nhưng xưa kia sông kề thôn).

Thừa thắng xông lên sau khi đã chiếm được bến Tây-Kết, các vị Chiêu Thành Vương (khuyết danh), Chiêu Văn Vương Trần Nhật Duật, Hoài Văn Hầu Trần Quốc Toản, tướng quân Nguyễn Khoái đã thẳng đường tiến đánh Hàm Tử Quan (cửa Hàm Tử: ở bãi Hàm Tử, huyện Động Yên tỉnh Hưng Yên).

Như vậy là suốt trong tháng 4 sau khi lịnh tổng phản công được ban hành thì quân dân Đại Việt đã tái chiếm lại các cứ điểm đã bị mất trước đây. Đó là A-Lỗ, Tây-Kết, Hàm Tử Quan và nó đã mở rộng cửa cho đường về giải phóng Thăng Long.

Trận phản công diễn ra tại cứ điểm A-Lỗ hay Hải-Thị do Hưng Đạo Vương chỉ huy. Đây là một trận đánh lớn không kém phần gay go quyết liệt. Quân nhà Trần đã tấn công hai hướng An-Lỗ và Giang-Khẩu. Ở tại Giang-Khẩu dưới sự chỉ huy của Trung Thành Vương đã kịch chiến với tướng nhà Nguyên là Thiên Hộ Mã Vinh. Binh sĩ Nguyên bị quân ta sát hại rất nhiều phải tháo lui. Sau đó hai cánh quân thủy bộ của nhà Trần đã tập trung toàn bộ lực lượng đánh vào đại doanh của chúng. Đại doanh đây chính là kinh thành Thăng Long. Mặc dù quân giặc cố gắng chống trả, quân ta thiệt hại không ít, nhưng nhờ chiến lược «đánh cầm chừng» trước đây nên ta đã bảo toàn được lực lượng do đó ta có đủ lực lượng để bủa vây quân địch đến mấy lớp và viện quân được điều đến liên tục để dứt điểm chiến trường quan trọng này. Quân Mông-cổ vì bị vây hãm nhiều ngày, người ngựa thiệt hại, lương thực thiếu thốn, khí giới mất mát, không có viện binh cũng chẳng có khí cụ thay thế nên chúng buộc phải rút bỏ thành Thăng Long. Trận đánh từ A-Lỗ qua Giang-Khẩu đến Thăng Long ắt hẳn phải kéo dài đến cả tháng trời từ đầu tháng 4 cho đến thượng tuần tháng 5 mới hoàn tất.

Trong chiến dịch tổng phản công tái chiếm kinh thành Thăng-Long quân đội nhà Trần được tổ chức làm hai cánh quân:

Cánh quân thứ nhất do Thượng tướng Trần Quang Khải cùng chư vị tướng lãnh như Hoài Văn Hầu Trần Quốc Toản, Trần thông, Nguyễn Khả Lạp và Nguyễn Truyền thống lãnh quân lính rầm rộ tiến về Thăng-Long sau chiến thắng Chương Dương Tử; 

Cánh quân thứ hai do Hưng Đạo Vương Trần Quốc Tuấn cùng Hưng Ninh Vương Trần Quốc Tung cầm đầu. 

Ngày 15 tháng 3 năm Ất Dậu (1285) Thăng Long đã sạch bóng quân thù.

Ngày Ất Dậu, 28 tháng 10, năm Đinh Hợi (1287) quân Mông-cổ xâm lăng nước ta lần thứ ba, khi quân của Thoát Hoan đến huyện La-Tân. Ô Mã Nhi cùng Phàn Tiếp dẫn theo 18 ngàn người; các tướng Ô-Vị, Trương Ngọc và Lưu-Khuê cùng 3 vạn quân, 500 chiến thuyền, 70 thuyền vận tải lương thực khởi hành từ Khâm Châu. Như vậy, đạo quân xâm lăng của Thoát Hoan tấn công vào nước ta được ghi nhận thành ba hướng.

Thoát Hoa sau khi chiếm được Thăng Long, nhưng cũng như lần trước hắn không dám lấy đó làm đại bản doanh, mà vẫn xử dụng căn cứ Vạn Kiếp như là một tổng hành dinh điều khiển mọi hoạt động xâm lược nước ta. Hắn đang nóng lòng mong đợi thuyền lương tiếp viện từ bên Tàu sang, nhưng đâu biết rằng đoàn thuyền chở lương thực của Trương Văn Hổ đã bị Nhân Huệ Vương Trần Khánh Dư đánh tan ở Vân Đồn. Túng thế chúng quyết định lui binh.

Dự đoán được sự lui binh của giặc, vua Trần Nhân Tông và Hưng Đạo vương Trần Quốc Tuấn đã chuẩn bị rất kỹ lưỡng thế trận trên sông Bạch Đằng để tiêu diệt đoàn quân xâm lược.

Hưng Đạo Vương đã cùng với Hai Vua đánh tan toàn bộ quân Nguyên trên sông Bạch Đằng năm 1288. Đây là một chiến tích lẫy lừng thiên niên kỷ.

Ông còn là tác giả bộ Binh Thư Yếu Lược (hay Binh Gia Diệu Lý Yếu Lược) và Vạn Kiếp Tông Bí  Truyền Thư (đã thất lạc). Ngài được dân Việt tôn sùng như bậc thánh, nên gọi là Đức Thánh Trần. Ngài còn được tín ngưỡng là một trong những vị thánh của dòng Đạo Nội là một Đạo giáo dân tộc.

Trong dân gian có câu

Tháng tám giỗ cha
Tháng ba giỗ mẹ.

Cha đây là Đức thánh Trần Hưng Đạo Đại vương, còn Mẹ là Tiên chúa Liễu Hạnh.

Tài dụng binh như thần của Hưng Đạo Vương cũng như đức độ sáng ngời của ngài, là bậc đứng thứ hai trong Tứ Đại Thiên Tài Quân Sự Việt Nam.