陈日烜当然故伎重施，带着世子等人脚底抹油，弃都而逃，跑到敢喃堡固守。不久，元军攻克敢喃堡，陈日烜父子又乘船遁入茫茫大海之中。元军诸军齐追，在天长海口扎营，“不知其所之”。见追不上安南王陈氏父子，军粮马上要吃完，元军只得还军升龙，并派出乌马儿率水军出港迎接张文虎等人的粮船，同时，派数股部队入山，杀人搜粮。其间，元军各个击破，攻克个沉、魏寨、磨山等多个安南军战略据点。
至元二十五年三月，脱欢自己率军往万劫方向回军，命阿八赤为前锋，又破三江口，夺取安南屯兵据点三十多处，斩首万余级，获船二百多艘，得米十余万石。乌马儿水军在海上遇安南水军千余艘，突前冲击，打破对方，并获米四万多石。但是，元朝水军并未接应到张文虎等人的运粮船，只得掉头返回万劫。其实，张文虎那只运粮船队，在绿水洋（今越南广宁）遭遇大批安南水军，只得沉粮于水中，遁回琼州。费拱辰粮队也在惠州出发后遇大风，漂往琼州。而徐庆那一只运粮船队，同样是遇海风不得进，被吹至占城，最后也只得去琼州靠岸。由此，元军的补给基本无望。
至此，元军在战争中虽获军粮十多万石，屡战屡胜，但进入安南的元军人数太多，人吃马喂，粮草后勤很快就成了大问题。更可怕的是，天气渐热，安南的气候对于蒙古人、北方汉人等兵士来讲是最大的敌人，很快疾疫流行，元军减员严重。与此同时，“诸蛮复叛，所得险隘皆失守”。
在这种情况下，诸将不得不向脱欢直言：“交趾无城池可守，无仓庚可食，张文虎等人粮船又不至。天时已热，恐粮尽兵疲，不能久支。为避免朝廷蒙羞，宜全师而还。”
镇南王脱欢很郁闷，老父忽必烈这次给自己第二次机会来攻安南，正是想让自己戴罪立功挣回面子，殊不料又无功而返。审时度势，他也只能下令退军。于是，四月间，脱欢命乌马儿率水军先还，并派程鹏飞等人将兵护送。他本人率军从陆道往回撤。
安南王陈日烜此时来了精神，集散兵三十万守御东关，控扼元军归路，“诸军且战且行，日数十合”，元军撤军路上危险重重，安南兵又在暗处，挖陷阱，放毒箭，元军死伤无数。脱欢运气好，最终从单已县走小路逃往盝州，最终得还思明州。但是，乌马儿一部水军就没那么好运气了，他们在白藤江正中安南军队的埋伏，又遭火攻，元军不是被杀死就是被烧死，命好的掉入江中淹死得全尸。乌马儿等将领也在交战中被杀，几万人的水军全被安南人包了“饺子”。
虽然取得大胜，安南王陈日烜也怕元军第四次重来，他得便宜卖乖，“遣使来谢，进金人以代己罪”，总算让忽必烈面子上稍稍过得去，有台阶可下。
损兵折将不说，耗费钱财无数，大元朝的脸面丢得精光。蒙古自起兵以来，灭国无数，驰骋无敌，偏偏在安南这小河沟一而再、再而三翻船，确实让忽必烈震怒不已。特别是对儿子脱欢，更是恨他不争气，“令出镇扬州，终身不容入觐”。
其实，安南这只“耗子”之所以能击败元朝这只“大象”巨无霸，无非是地形、气候起了决定性因素，与战争性质的“正义”、“非正义”一点儿关系都没有。此外，元军残暴的声名也最终使安南内部团结起来，一致“抗鞑”，最终阻止了元军征服的步伐。
老皇帝忽必烈对安南之败耿耿于怀，一直想伺机报复，并在1292年部署兵力，准备四征安南。诏令未下，忽必烈病死，安南终于躲过大劫。
忽必烈死后，元成宗即位，罢征安南。当时，陈日烜已死，其子陈日燇在位，遣使入贡，双方关系保持得还算可以。安南使臣也胆大，趁朝贡期间私自绘制元朝宫苑图样，暗中购买元朝地图与禁书。到元仁宗时代，安南人更加放肆，数万军队进攻镇安州，“杀掠居民，焚烧仓廪庐舍”，大掠而去。不久，安南王世子亲自带兵进犯养利州，又杀掠两千余人。此时的元朝早无昔日威风，特别“讲理”，最终双方在外交层面“解决”了问题，元朝吃下哑巴亏。但无论如何，从名义上，安南一直以元朝藩属存在着。
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元朝帝王的“精神生活”——佞佛滥施
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蒙古帝国兴起之后，施政残酷，赋税繁重，但在宗教政策方面却出奇的开放，允许“百花齐放”。当然，一切均有一个前题：为大元帝国服务！刀光剑影之中，十字架、降魔杵、道锣袄火，好不热闹。蒙古人本身信奉的宗教，是一种多神的萨满教，即女巫跳大神的那种原始宗教，占卜烧骨，驱魔治病，祈祷“长生天”，信仰“三魂”，形式比较低级。成吉思汗时代，中原汉地的僧人海云和道士邱处机等人深得青睐，但并非是这些人的道行和佛法让铁木真开窍，主要是老可汗想从这些人身上得取“常生不长”术，典型的蒙古实用主义思想。蒙哥汗时代，密宗大和尚那摩获得信任，并在1255年僧道第一次于和林举办的“大专辩论会”上击败道士，蒙哥汗为此宣布：“佛门如掌，余皆如指”，把藏传佛教置于儒、道两教之上。三年以后，僧道第二次辩论会开平之辩，由忽必烈主持，由于他本人的“上师”就是吐蕃人八思巴，倾向性明显，自然佛教又获胜。
八思巴像讲起元朝的藏传佛教，必定要讲八思巴这个人。此人是萨思迦派首领萨班的侄儿，七岁时即能诵经数十万言，“国人号之圣童，故名曰八思巴。”萨班去世后，这位少年便被拥戴为萨迦派第五位教主。1252年，八思巴在六盘山与时任“总领漠南军事”的蒙哥汗之弟忽必烈相见。由于要行军经过藏地，忽必烈把八思巴请来，本是想让他协助蒙军到藏地征集军需物资。八思巴婉拒，表示说藏地地广人稀，财源稀少。忽必烈恼怒，便想马上打发八思巴回老家。但是，由于忽必烈的正妻察必信奉密宗，便劝夫君说，八思巴功德盛大，应该把他留下。此前，察必刚刚接受了八思巴的“喜金钢灌顶”。“灌顶”本是古印度一种宗教仪式，即取四海之水灌洒于国王头顶以致福运，后为密宗借用，常以此仪式向人行传法灌顶和结缘灌顶。女人喜欢这些奇怪的仪式，察必受灌后把自己价值连城的一粒硕大珍珠“贡献”给八思巴，崇敬得不行。枕边风最硬，忽必烈又传八思巴入见。为了保住萨思迦派在藏的优势，八思巴历数自己宗族教派长期以来在吐蕃、西夏、印度等地的崇高地位。派人察问，一切属实，忽必烈大悦，与八思巴日见亲近。
在老婆察必撺掇下，忽必烈也想“灌顶”。关系好归关系好，八思巴非要忽必烈在仪式上跪受仪式，以弟子身份膜拜“上师”（即八思巴本人）。忽必烈不悦，蒙古人当时正在兴盛的巅峰，自然不愿意宗教凌驾于世俗王权之上。最后，还是察必提出一个折中方法：“听法及人少之时，上师可以坐上座。当王子、驸马、官员、臣民聚会时，恐不能镇伏，由汗王坐上座。吐蕃之事悉听上师之教，不请于上师不下诏命。”这稀泥和得好，既让忽必烈脸面过得去，又给了八思巴在吐蕃“话语权”的实惠。皆大欢喜之余，1253年初，忽必烈在大营中接受“喜金钢灌顶”仪式。当时，“弟子”38岁，“上师”才16岁。
忽必烈支持密宗、推崇藏传佛教的最初出发点，无非是想“因其俗而（怀）柔其人”，统战手段而已。但蒙古人一直缺乏健全的、高级的“精神生活”，佛教又“博大精深”，忽必烈很快就成为真正虔诚的佛教徒。中统元年（公元1260年），忽必烈继汗位后，马上封八思巴为国师，授其白玉大印，“任中原法主，统天下教门”。至元元年（1264年），忽必烈又设总制院（圣元二十五年改名为“宣政院”），负责蒙古的一切宗教事务，并让八思巴负责。所以说，忽必烈时代，八思巴成为元帝国的一切辖地的“精神领袖”，真正的“教皇”。藏传佛教，终于奠定了他们在蒙古统治地区的无上地位。
八思巴对元朝做的真正有实际意义的一件事，是至元六年奉诏创制蒙古新字，“其字仅千余，其母凡四十有一”。在此之前，蒙古人自己没有本民族文字，刻木结草记事而已。蒙古人兴盛后，主要以汉语和畏兀儿语传递文书和发布命令，“考诸辽（国）、金（国），以及遐方诸国，例各有字。今（蒙古）文治浸兴，而字书有缺，于一代制度，实为未备”，所以，八思巴的“蒙古新字”，终于填空了元朝“立国规模”的一顶大空白。由此，忽必烈“升号八思巴曰‘大宝法王’，更赐玉印”。八思巴“新字”，实际上是在藏文字母的基础上，又弄出整套方形竖写的拼音字母。由于他本人精熟梵语、蒙古语，又是学者出身，在弟子帮助下，鼓捣出这种文字方案，应该不是件很难的事情。但是，由于八思巴文难于习写，不能在帝国中下层以及汉人中间推行，元末渐废弃不用。现在，八思巴文的研究反而成为不少中外学者的“饭碗”，因为忽必烈时代不少公文、案牍、碑刻以及钱币上均有八思巴文，许多佛经也译成八思巴文。