至元三十年(1293),忽必烈在繁重的內政和外交的操勞下體力不支，病倒了。
大臣們為他請來朝廷禦醫和各地名醫，百般調治，仍然不見其好，相反越來越重。轉至至元三十一年(1294)元旦，老百姓都歡歡喜喜過春節，可宮中卻顯得格外蕭條，好像沒有心思過春節似的，原因就是因為忽必烈的病情進一步惡化了。
忽必烈辛勞一生，每天都接見大臣，討論國家大事，這時，開始不接見大臣了，規定，“非國人勳舊不得入臥內”,唯獨不忽木例外，忽必烈不讓他傾刻離開身邊，每天幫助他吃藥，病情稍好時則陪他聊天。
這期間，忽必烈大概想了許多許多。
忽必烈從即位那一年開始就宣布要“鼎新革故，務一萬方”。確實，鼎新革故和務一萬方就是忽必烈一生中做的兩件大事，這兩件大事，既有成功，也有遺憾。
從“鼎新革故”方麵來看，忽必烈進入中原以後，毅然拋棄蒙古舊俗，悉心學習漢族文化，也吸收了不少色目文化，大膽進行社會改革，確立一套對蒙古人來說完全是一種全新的製度，有力地促進了經濟文化的發展，應該說，這是忽必烈改革的成功之處。然而，忽必烈雜糅諸法，又引起了各法之間的矛盾和衝突。
忽必烈完全任用義理派幫助他管理國家，對全國的思想控製和社會的穩定確有好處，可義理派卻不能幫助他解決政府的財政需求；完全利用功利派，確可幫助他解決政計的財政危機，但這些功利派人物在管理國家財
政時，常常把國家的錢財管到自己的腰包裏去了，再加上加重對老百姓剝削，引起社會動**，朝廷一直得不到安寧。
忽必烈意識到這一問題，本想在義理派和功利派之間走同一條新的路子來，然而，兩派針鋒相對，勢同水火，沒有辦法創出新的路子，隻好回複到仁義治國的道路上來。以仁義治國，確實有利於社會穩定，但國家財政虧空問題始終得不到解決，成了忽必烈十分撓頭的問題。忽必烈本想繼續探討，以解決這個難題，但時間對他這位老人來說，已經不允許了，完全成了他的未竟之業。
從“務一萬方”方麵來看，忽必烈即位以後，就把“統一”當成了自己的奮鬥目標，他運籌帷幄，不斷調兵遣將，終於滅掉了南宋，抵製了北方諸王的進攻，實現了全國的大統一，這是他感到十分欣慰的事。
然而，忽必烈“務一萬方”,並非是僅僅統一全中國，而是要統一整個亞洲，因此，他在滅宋以後，不斷對日本、安南、占城、緬國、爪哇等國發動戰爭，也不斷調兵遣將，試圖平定北方諸王的叛亂，不讓他們從中國分裂出去，這是對人。也正由於忽必烈的不斷進攻，才基本上解決了北方諸王的叛亂問題，這是忽必烈的一大功績。
但是，北方諸王的搔擾問題並沒有最終解決，也成了忽必烈的未竟之業。至於進攻日本、安南等國，最後都以失敗而告終，忽必烈想統一整個亞洲成了泡影，不能不感到遺憾。然而，他哪裏知道，發動統一的國內戰爭會得到人們的支持，而發動對國外各國的鬥爭，勞民傷財，人民紛紛反對，再加遠隔海洋，元軍不善於水上行軍和作戰，最後都失敗了。
事實雄辯地說明，忽必烈要在東方稱霸，其路不通，隻有與各國友好交往，才是最佳選擇。但是，當時的忽必烈卻無法認識到這一點，躺在病**還感到遺憾，把沒有征服日本、安南等國當成了他的未竟之業。
就這樣，忽必烈帶著幾分欣慰和幾分惆悵，於至元三十一年(1294)正月二十二日午夜離開了人世。忽必烈在臨死之前，特將一塊白璧贈予不忽木，說：“他日持此以見朕也。”忽必烈晚年對不忽木十分重視，充分反映了忽必烈又重新回到以仁治國的軌道上來。
忽必烈死後，遺體按照蒙古國禮，殯殮於蕭牆之帳殿。二十四日早發靈，由健德門北去，葬於漠北起輦穀祖陵。
忽必烈生前將太子寶授給皇孫鐵穆耳，說明忽必烈已經選擇了皇位繼承人，但按照蒙古國的規定，隻有通過忽裏台選舉方能生效。於是，鐵穆耳的長兄甘麻剌也出來爭奪汗位。聰明能幹的闊闊真利用甘麻剌患有口吃病的弱點，讓鐵穆耳和甘麻剌在忽裏台上講誦成吉思汗的必裏克。由於鐵穆耳口才極好，再加上伯顏、玉昔帖木兒、不忽木等人的支持，鐵穆耳順利登上汗位，是為成宗。
成宗鐵穆耳即位以後，為忽必烈上尊諡為聖德神功文武皇帝，廟號世祖，蒙語尊稱“薛禪(意為賢者)皇帝”。
自古英雄多蓋棺論定，忽必烈死後，許多史學家對其眾說紛紜，評說種種。
蒙古族是個興起稍晚的民族，它沒有漢族那樣曆史悠久，蒙古初興之時，政治、經濟、文化同漢族比較起來相對落後一些。忽必烈作為蒙古民族的一個代表人物，初入中原，接觸到漢民族的先進文明，一切都覺新奇，於是下決心努力向先進學習。
於是，“思大有為於天下”的藩王忽必烈，在漠北藩邸就開始大量征召漢人儒士，受任管理漠南以後，創建“金蓮川幕府”,虛心向漢族文人學習先進的漢文化及修身、齊家、治國、平天下的道理，成為當時漢化最深的一個藩王。
在吸收漢文化的基礎上，忽必烈充分認識到學習先進文明、改革蒙古舊俗的重要性和迫切性，因此，他在即位的當年就表示要“鼎新革故”,
至元元年(1264)在改元“至元”的詔書裏再次宣布要“鼎新革故”。“鼎新革故”就是要建立新的，革除舊的。
在建立新的過程中，忽必烈認識到當時的漢族文明是最先進的文明，但其他各族也有值得學習的地方，應該學習各族的先進經驗。
在革除舊的過程中，忽必烈認識到本民族的東西並非需要全部革除，隻需要革除那些落後的東西，而保留那些帶有本民族特色的東西，或者有些東西需要革除，但由於時間和條件的限製，不宜馬上革除，這些東西也需要暫時保留。
基於上述認識，忽必烈在學習以漢族為主的各族文化中，建立起一套自己的全新的統治體係，為中華民族的發展做出了重要貢獻。
在政治方麵，忽必烈在學習漢族文化和其他各族文化的基礎上，確立了一套對於蒙古來說完全是一種全新的政治體製和統治秩序。
他在中央設置了中書省，作為全國最高行政機構，最後完成了中國中央行政機構從三省製向一省製的轉變。在地方設置行中書省，開創了我國地方省製之先。
這些行政機構的設置，對中原地區的漢法來說，也是一種革新和發展。
忽必烈改變了過去那種列土分封的舊法，削奪藩王權力，變貴族封地為賜田，使原來的分封貴族成了一般地主，有效地加強了中央集權。
忽必烈又製定了刑法，建立台閣，製定官員的管理和考核辦法，加強了對官員的管理。他廣開言路，注意對人才的選拔，嚴禁官吏貪汙受賄，並要求官吏治有政績，獎勤罰懶，有效地提高了工作效率，保證了當時的政治清明。
在經濟方麵，忽必烈確立了重農和重視工商業的政策，一改原來蒙古的遊牧經濟，積極發展農業經濟。他設立勸農機構，以對農業生產的勤惰來考核地方官吏；禁止殺戮人口和掠民為奴；禁止以民田為牧地；禁止擾民和破壞禾稼桑棗；禁止屠殺馬牛；勸誘百姓，開墾田土；大規模實行屯田；立都水監和河渠司發展水利；安集百姓，招誘逃亡；減免賦稅和地租，為困難地區發放耕牛、農具、種子和衣食；注意總結農業生產經驗，推廣農業科學技術；建立村社組織，互助生產等。
基本上解決了蒙古貴族舊有的統治方式與中原地區較為先進的農業生產力之間的矛盾，適應了中原地區的農業發展。
其中，設立勸農機構、由政府組織人力編寫農業科學著作以及邊疆地區的開發等，都不是簡單地適應中原漢法的問題，而是對漢法的創新和發展。極大地促進了農業生產的進步，出現了“戶口增，田野辟”的景象。
在手工業生產中，忽必烈注意搜集工匠，將優秀工匠集中起來生產，有利於發揮他們的特長。
在商業生產中，忽必烈學習中亞西域人的經驗，先後設立諸位斡脫總管府、斡脫所、斡脫總管府等機構，負責經商，又發行中統和至元寶鈔，改革幣製，促進了元朝的商業發展。
忽必烈在理財過程中，反對空談仁義，重視功利，先後任川阿合馬、盧世榮、桑哥等人理財，雖然存在一些問題，但對當時的經濟發展來說，也不能說沒有一點兒進步作用。
在思想文化方麵，忽必烈實行了兼容並蓄政策，雖然主張以儒家思想為主，又注意吸收西方文化，允許佛教、道教、基督教、伊斯蘭教、摩尼教、婆羅門教、猶太教等自由發展。
忽必烈大力倡導發展科技文化，促使元曲走向繁榮並發展到最高峰，成為中國文學史上的一朵美麗的、爭奇鬥豔的鮮花。忽必烈注重蒙古民族文化的發展，不但設置蒙古國子學，發展蒙占民族教育，還令八思巴創製蒙古新字，使文化發展較晚的蒙古民族迅速趕上來。
在忽必烈的倡導下，科學研究也呈現出欣欣向榮的景象，郭守敬等人創製的天文儀器及《授時曆》非常先進，在當時世界上獨占鼇頭。忽必烈令都實考察黃河河源。這在曆中上也是第一次，具有十分重要的意義。
在軍事製度方麵，忽必烈在四怯薛輪番入衛的基礎上確立了中央的宿衛製度，又將蒙古軍、探馬赤軍、漢軍、新附軍等鎮戍軍布防四方，國家保有勢力雄厚的常備軍。
忽必烈所建立的軍隊，有騎兵、步兵、水兵、炮兵等，兵種齊全，兵役製度及軍隊指揮別具特色，實際上是在蒙古軍事製度的基礎上吸收了金宋的軍事思想和製度而形成的一種混合製度。
特別是忽必烈在窩闊台以來建立驛站的基礎上確立的軍事通訊信製，在當時世界上最為先進。後來，驛站不僅用於軍事，也成了全國各地以至中西交往的重要交通線，為各地政治、經濟和文化的交流和發展也做出了重要貢獻。
在“務一萬方”方麵，忽必烈即位以後，就把統一東方當成了自己的奮鬥目標。他不失時機地發動了滅宋戰爭，統一了全國，確立了“北逾陰山，西極流沙，東盡遼左，南越海表”的疆域，奠定了中國多民族統一國家的疆域基礎，結束了五代以來長達三百餘年幾個政權分立的割據狀態。
在全國大統一的形勢下，忽必烈加強了對西藏、雲南、台灣、東北、西北和嶺北等邊疆地區的管轄，促進了內地和邊疆地區的政治、經濟和文化聯係，促進了邊疆地區的進一步開發和民族融合，在中華民族發展史上占有極其重要的地位。
忽必烈在統一全國的同時及其以後的一段時間裏，又發動了對高麗、日本、安南、占城、緬國、爪哇等國的戰爭，忽必烈在當時雖然沒有明確的國界觀念，把對這些國家的戰爭看成是滅宋的繼續和“務一萬方”的一個步驟，但這些國家早已走上了獨立發展的道路，再對他們用兵，無異帶有侵略性質。
忽必烈在對外用兵失敗以後認識到了自己的錯誤，重新和這些國家建立正常的外交關係，與他們聯姻，加強政治、經濟和文化往來，有力地促進了中國同東亞、東南亞、南亞和東北亞各國的文化交流。忽必烈同西方各國始終維持和好關係，通過欽察汗國和伊利汗國大力加強中西的政治、經濟和文化往來，馬可·波羅來華成為轟動世界的盛事，對中西方人民的相互了解做出了極其重要的貢獻。
忽必烈在治國期間，沒有固守蒙古舊習，也沒有走全盤漢化的道路，而是在學習各族文化的基礎上，確立了以漢法為主體、同時吸收其他各族法、又保有一些本民族特色的統治製度和措施，這種不固守某一民族的文化、注意學習各族長處的做法，無疑是正確的。
然而，忽必烈在學習各族文化、保留本民族特色之時，也保留一些落後的東西，實行一些落後的政策，比如，保留分封采邑製、軍事長官世襲製、各種生產領域的驅奴製以及四等人製、官僚體製中達魯花赤製、刑法中的南北異製等。這些落後的政策，尤其是民族歧視政策，促使元朝的民族矛盾以致整個社會矛盾愈益激化。
再加上當時各族中都有一些極力固守本民族文化的人，他們對忽必烈吸收各種文化中非本民族文化部分看不慣，並激烈地反對，因此，導致統治階級內部的鬥爭頻繁暴發。忽必烈有意調和各派，繼續走吸取各法的道路，結果失敗了。
為此，他晚年進行了反思，意識到在各種思想文化互相排斥的形勢下，要想不偏不倚、全麵吸收各族文化是不可能的，尤其是要想在“仁義派”和“功利派”之間走出一條中間道路來實在太難了，沒有辦法，忽必烈隻好調整自己的統治政策，重新回複到“以仁治國”的道路上來，及時地緩和了當時的社會矛盾，保證了元朝統治的穩定。
從這裏可看出，忽必烈在一生之中，有成績亦存在不足，若將成績和不足進行比較的話，毫無疑問，成績占據主要地位。因此，忽必烈受到元代各朝以及中外史學家的普遍讚譽。
蒙元一代，始終把忽必烈作為好皇帝的楷模加以讚頌，後繼皇帝皆以忽必烈為法，遵循其確立的各項製度和政策，沒有多大改變。
忽必烈死後，王構在其撰寫的《世祖皇帝諡冊文》中說：“先皇帝膺紵受國，體元立統，早從藩邸。茂著徽稱。為治之基有常，經國之略則遠。役用眾智，獨斷於衷；總攬萬機，如指諸掌。內朝廷，外侯牧，等威迭降，罔不適中；先教化，後刑名，本末相循，亦皆有序。在禦迨逾於三紀.推尊合冠於百王。若夫惠及困窮，恩加降附。慎終如始，每存好仁之心；保小以仁，特示包荒之量。護盛猷之鴻鬯，沛膏澤之醇醴。方其泰運漸亨，戢濟多難，離綱複綴，混一四方。傳檄而氛侵開，渙號而方維定。乾旋坤轉不足以喻其機，雷曆風飛不足以比其捷。至於嘉言博采，惟典謨訓誥是師，諸藝畢延盡陰陽圖緯之學，考音律以刨字畫，參古今以製禮儀。振耀威靈，肅陳兵衛，白旄黃鉞，時則親巡，犀甲雕弧，止於不用，其聖弗可及已，神功茂以尚焉。”充分肯定了忽必烈的功績。
王惲在其《大行皇帝挽辭》八首中，也曾歌頌忽必烈的功績：“論治方堯禹，求賢到釣耕。民區無二上，廟算有奇兵。萬寓風煙靜，中天日月明。小臣思頌德，終了是強名。”將忽必烈比喻成堯、舜、禹一樣的賢君。
元成宗大德年間，王壽曾經上疏，也把忽必烈的前期統治比稱如唐朝“貞觀之盛”,他說：“世祖初置中書省，以忽魯不花、塔察兒、線真、安童、伯顏等為丞相，史天澤、劉秉忠、廉希憲、許衡、姚樞等，實左右之，當時稱治比唐貞觀之盛。"
仁宗對忽必烈十分崇拜，他曾經下詔說：“惟我祖宗以神武定天下，世祖皇帝設官分職，征用儒雅，崇學校為育材之地，議科舉為取士之方，規模宏遠矣。”又曾對詹事曲出說：“汝舊事吾，其與同僚協議，務遵法度，凡世祖所未嚐行及典故所無者，慎勿行。”以忽必烈之法為法。
元順帝也曾說“惟世祖皇帝，在位長久，天人協和，諸福鹹至”,肯定了忽必烈的治績，為了表示其“祖述之誌”,特將年號改為忽必烈使用過的年號“至元”。
《元史》作者對忽必烈評價說：“世祖度量弘廣，知人善任使，信用儒術，用能以夏變夷，立經陳紀，所以為一代之製者，規模宏遠矣。”強調忽必烈“以夏變夷”,用現在的話來說，就是用漢法改變和代替蒙古法。
實際上，忽必烈並沒有完全用漢法代替蒙古法，而是吸取漢、色目等各族法，也保留一部分蒙古法，建立一種諸製並舉的製度。忽必烈的這種思路應該說比全盤漢化要進步得多，隻是在實施過程中出了問題，成了終生遺憾。
《元史》的作者還指出，“元初風氣質實，與漢初相似。世祖始立各道勸農使，又用五事課守令，以勸農係其銜。故當是時，良吏班班可見”,“世稱元之治以至元、大德為首”。認為忽必烈統治時期社會風氣很正，可與漢初相比，也是一個重要的治世時代。
明初人葉子奇在他的《草木子》一書中記載：“元朝自世祖混一之後，天下治平者六七十年，輕刑薄賦，兵革罕用，生者有養，死者有葬，行旅萬裏，宿泊如家，誠所謂盛也矣。”也把忽必烈統治時期看成是少有的盛世。
《新元史》的作者在評價忽必烈時寫道：“唐太宗承隋季之亂，魏徵勸以行王道，敦教化。”封德彝駁之曰：“書生不知時務，聽其虛論，必誤國家。(唐)太宗黜德彝而用征，卒致貞觀之治。蒙古之興，無異於匈奴、突厥，至世祖獨崇儒向學，召姚樞、許衡、竇默等敷陳仁義道德之說，豈非所謂書生之虛論者哉。然踐陣之後，混一南北，紀綱法度，燦然明備，致治之隆，庶幾貞觀。”
“由此言之，時無今古，治無夷夏，未有舍先王之道而能保世長民者也。至於日本之役，棄師十萬，猶圖再舉，阿合馬已敗複用桑哥，以世祖之仁明而吝於改過如此，不能不為之歎息焉。”
《新元史》的作者也認為忽必烈的政績可以同唐朝的“貞觀之治”相比。但忽必烈認為這種治世的出現是由於施行“先王之道”,卻不甚準確。曆史不斷前進，新的時代需要實行新的政策，總是抱著“先王之道”不放，是沒有出息的。
《新元史》的作者又批評忽必烈任用阿合馬和桑哥之誤。實際上，忽必烈任用阿合馬和桑哥理財並沒有錯，錯隻錯在對阿合馬、桑哥等人的貪汙受賄及其過重地對老百姓搜刮沒有及時限製並在製度方麵進行規定和保證。至於《新元史》作者對其興師日本的批評，也是正確的。
屠寄在《蒙兀兒史記》中對忽必烈的評價，基本上與《新元史》相同，他說：“汗目有威棱，而度量弘廣，知人善任，群下畏而懷之。雖生長漠北，中年分藩用兵，多在漢地，知非漢法不足治漢民，故即位後，引用儒臣，參決大政，諸所設施，一變祖父諸兄武斷之風，漸開文明之治。惟誌勤遠略，平宋之後，不知息民，東興日本之役，南起占城、交趾、緬甸、爪哇之師，北禦海都、昔裏吉、乃顏之亂，而又盛作宮室，造寺觀，幹戈土木，歲月不休，國用既匱，乃亟於理財，中間頗為阿合馬、盧世榮、桑哥之徒所蔽，雖知其罪而正之，間閻受患已深矣。”
外國史籍和史家對忽必烈的評價更高。
馬可·波羅認為忽必烈“其權較強於前此五君(指成吉思汗、貴由汗、欽察汗國的拔都汗、察合台汗國的阿刺忽汗、蒙哥汗，實際上，忽必烈之前應為成吉思汗、窩闊台汗、貴由汗、蒙哥汗四君),蓋合此五人之權，尚不足與之抗衡。更有進者，雖將全世界之基督教同回教帝王聯合，其力及其事業亦不及此忽必烈汗之大”。
馬可·波羅又說，“世界之君主殆無有能及之者”,“為人類元祖阿聃以來迄於今日世上從來未見廣有人民、土地、財貨之強大君主”。
伊利汗國史學家瓦撒夫對忽必烈的評價比馬可·波羅的稱讚之詞還要高，他說：“自我國(伊利汗國)境達於蒙古帝國之中心，有福皇帝公道可汗駐在之處，路程相距雖有一年之遠，其豐功偉業傳之於外，致達於吾人所居之地。其製度法律，其智慧深沉銳敏，其判斷賢明，其治績之可驚羨，據可信的證人，如著名商賈、博學旅人之言，皆優出迄今所見的偉人之上。僅舉其一種功業，一段才能例之，已足使曆史中之諸名人黯淡無色。若羅馬之諸愷撒，波斯之諸庫薩和，支那之諸帝王，阿拉壁土之諸開勒，耶門之諸脫拔思，印度之諸羅門者，薩珊、不牙兩朝之君主，塞勒柱克朝之諸算端，皆不足道也。"
認為羅馬的愷撒以及包括中國帝王在內的以前的全部君王都不能與忽必烈相比。
馬可·波羅和瓦撒夫兩個人對忽必烈的評價，反映了當時西歐和中亞細亞人對忽必烈的崇敬，其中明顯地帶有過譽之詞。
時人及其後來的中外史家對忽必烈的評價有些過分溢美，說明忽必烈在當時世界上以及後來的曆史中的影響是極大的。忽必烈與曆史上有名的帝王相比，無論從鼎新革故的政治魄力，在經濟上的戰略眼光，以及運籌帷幄的軍事韜略，還有嚴於律己，以國家大事為重等方麵，都是非常出色的。
雖然忽必烈本身也存在著一些缺點和不足，但他是一個當之無愧的偉大人物，在中國曆史上占有崇高的地位。
##忽必烈大事年表
1215年 八月，忽必烈生於蒙古黃金家族。蒙古軍隊攻下金朝中都(今北京)
1229年 推選成吉思汗第三子窩闊台為大汗，是為元太宗
1233年 忽必烈父拖雷死。憲宗追諡曰英武皇帝，廟號睿宗。忽必烈即位後改諡景這襄皇帝
1235年 蒙古兵分三路大舉攻宋。拔都率軍進行第二次西征
1248年 貴由汗死，海迷失後稱製
1251年 蒙哥奪取汗位。忽必烈在金蓮川建立幕府
1253年 忽必烈分兵三路進攻雲南，攻入大理，留大將兀良合台戍守，忽必烈率軍班師
1258年 蒙哥統軍大舉攻宋。忽必烈受命指揮攻宋東路軍
1260年 忽必烈為大汗。定年號中統，蒙古始用年號。忽必烈自將討阿裏不哥
1262年 李瓊據山東叛亂。發諸蒙古、漢軍討伐李瓊。王文統與李瓊同謀伏誅。封皇子真金為燕王，領中書省事
1264年 立諸路行中書省。定都燕京，改稱中都
1271年 取《易經》"大哉乾元"之義，建國號曰“大元”
1273年 元軍攻破樊城。元軍進攻襄陽，宋將呂文煥以城投降。冊立真金為皇太子
1274年 大都宮闕告成，世祖始禦正殿，受皇太子諸王百官朝賀。命伯顏率軍南伐，下詔問罪於宋。元征日本敗還
1275年 文天祥在贛州起兵勤王。馬可·波羅來上都，謁見世祖
1276年 南宋滅亡。宋文天祥開府南劍州，號召各地起兵抗元
1287年 大發水陸軍分道攻安南
1291年 禁蒙古人往回回地為商賈。誅桑哥
1292年 馬可·波羅離中國，從海道西還
1293年 立行大司農司。以皇太子寶授皇孫鐵穆耳，鎮和林，總兵北邊
1294年 忽必烈崩於紫檀殿，在位三十五年。後葬起輦穀，從諸帝陵。皇孫鐵穆耳即位，是為成宗。為忽必烈上尊諡曰：“聖德神功文武皇帝",廟號“世祖",蒙古語尊稱“薛禪皇帝"