朱元璋北伐前在南方的局势，其势力以金陵为基础，西平陈友谅，控制荆襄上游；东灭张士诚，巩固三吴根本。控制荆襄，保障了对长江形势的控制；巩固三吴，保障了大后方的稳固。此时的朱元璋已稳固了在东南的统治，北伐的时机已经成熟。
元至正二十七年（1367年）四月，吴王朱元璋命中书右丞相徐达为征虏大将军、平章常遇春为副将军，率军25万北进中原。北伐中发布告北方官民的文告，文告中提出“驱逐胡虏，恢复中华，立纲陈纪，救济斯民”的纲领，以此来感召北方人民起来反元。从此开始长期的对北元的军事讨伐。
益都大战
大军沿淮、黄两河北进。攻下淮安后，遣人赴沂州(今临沂)招谕守将王宣、王信父子，王宣等立即派使者纳款奉表称贺。十一月，徐达率军进至下邳(今江苏邳县)，命都督同知张兴祖由徐州北上攻取济宁及东平。自己率军进攻沂州。元军守将王宣先降后叛，徐达攻下沂州，杀王宣。附近州县闻风而降。徐达随即派韩政分兵扼守曹州(今菏泽)、单州(今单县)等黄河要道，以断敌援，自己率军进攻益都。韩政此时又分兵攻下滕县。十一月 二十九日，徐达率兵攻益都，元宣慰使晋颜石花力战不支，城破。
大将军徐达
徐达乘势攻下寿光、临淄、昌乐、高苑等地。十二月三日，徐达率军西进，一面遣使往乐安(今惠民)招谕该地守将俞胜；一面率兵赶到山般阳路(今淄川)，元总管李正等迎降。于是，所属淄川、新城(今桓台县)等县纷纷顺降。十二月八日，徐达率军抵达济南，元平章多尔洛等献城投降。密州(今费县北)、蒲台等地守将也先后降服。十二月二十二日，徐达命参政傅友德率兵攻莱阳。二十四日徐达也自济南返回益都，东攻登、莱州县。
大军分兵两路，水陆并进，夺取河南，先后攻克归德（今河南商丘）、陈州（今河南淮阳）、许州（今河南许昌）、汴梁（今河南开封）、河南（今河南洛阳）等地。四月，在河南遇到元军主力阿鲁温。双方在洛水大战，歼敌5万，元梁王阿鲁温降，河南平。五月，冯国胜、康茂才等率军攻克了陕州（今河南陕县）、潼关，阻断了关陇地区李思齐武装集团与元朝的联系。
大元最后的名将王保保
1368年5月，朱元璋亲自誓师汴梁，议取元大都。7月徐达占领大都周围，元顺帝弃城而逃。8月2日，明军占领大都。名将王保保率领10余万元军在山西，纳哈出20余万大军在辽东，云南还有10几万元军。12月，徐达率领明朝骑兵5万余人与王保保交锋于太原城下，王保保弃师而逃。明军歼灭元军4万余人，常遇春一路北追到欣州，王保保10余万大军全军覆没。次年徐达西进陕西，元将李思齐投降。
1369年6月，常遇春李文忠领8万步兵，1万骑兵继续进攻上都。连克锦州、大兴州等等，直逼上都，元顺帝逃跑，俘虏元朝丞相脱火赤。不幸的是常遇春在回师途中病故，李文忠升任主帅。与此同时，徐达继续向西攻击甘肃。攻克兰州。王保保重新集结了10余万大军围攻兰州。
1370年3月，朱元璋派出4路大军，徐达、冯胜、邓愈、汤和共计40万大军进攻定西。4月王保保大败，歼敌84000人。5月，李文忠出居庸关，攻克应昌，元朝皇室成员全部被俘，只有元顺帝的儿子逃到了和林（乌兰巴托），与王保保重新汇集。
1372年，徐达、李文忠、冯胜各领兵5万，分东中西三路进军和林。不过中路徐达轻敌冒进，损失较大，东路李文忠也因粮草不济退兵。西路冯胜的副将傅友德却7战7胜，大举扫荡漠北。元朝的统治被推翻了，历时17年的元末农民战争至此宣告结束。
