统治集团的骄奢淫逸、官僚队伍的腐化堕落和庞大的军费开支，造成了财政的困窘。元朝统治者解决财政困难的办法就是大量发行纸币，这就造成了后来的交钞贬值。脱脱改变钞法，不但没有解决元朝财政的困难状况，反而加剧了通货膨胀，引起了社会的广泛不满，元朝的统治已经到了崩溃的边缘。
在吏治腐败和人民贫困的情况下，元顺帝时，天灾也不断发生。元统元年（1333），京畿大雨，饥民达40万。二年，江浙受灾，饥民达59万。至元三年（1337），江浙又灾，饥民达40万。至正四年（1344），黄河三次决口，饥民遍野。在已往小股农民反抗斗争不断发生的情况下，早已在民间流传的白莲教组织又在酝酿着大规模的反抗斗争。
至正十一年（1351），韩山童、刘福通在颍上首举义旗，头裹红巾为标志，称“红巾军”，又因以白莲教进行组织号召，故也称“香军”。于是长江上下，大河南北，所在蜂起，皆号红巾。
芝麻李，徐州萧县人，名李二。由于当地闹饥荒，李家只剩下一仓芝麻，其他的都用于赈灾了，所以人称芝麻李。
刘福通起义后，民心不安，李二与邻人赵君用谋划响应，他说：“朝廷妄兴土木之功，百姓贫苦无告。吾闻颍上香军起，官军无如之何，当此之时，乃真男子取富贵之秋也。”赵君用为社长（元代农村有村社，以五十家为一社，社长负责组织生产互助和维护邻里治安）。他又联络了“勇悍有胆略的”彭二（彭早住）、同邑薛显等八人，歃血为盟。至正十一年（1351）八月十日夜，进占徐州。
十二年（1352）八月，丞相脱脱自请讨徐州，以淮南宣慰使逯鲁募盐丁和城邑敢勇之士，并令知枢密院事咬咬、中书平章政事搠思监、也可（大）达鲁忽赤福寿等从征。
九月，官军围攻徐州，“以巨石为炮，昼夜攻之不息”。起义军出战不利，城破，“获其黄伞旗鼓，烧其积聚，追擒其伪千户数十人，遂屠其城”。芝麻李遁走，赵君用、彭早住率余众奔濠州，投奔郭子兴。
与此同时，布王三领导的北琐红巾军先后占领了邓州、南阳、唐河、嵩州、汝州、河南府，并进逼滑州、浚州；孟海马领导的南琐红巾军则取襄阳、房州、归州、均州、峡州和荆门等地。
镇压芝麻李的同时，元朝先后遣御史大夫也先帖木儿，知枢密院事老章，卫王宽彻哥，豫王阿剌忒纳失里，中书平章政事蛮子、巩卜班、太不花和四川行省参知政事答失八都鲁等率军征讨活动在河南、江北的南琐红巾军、北琐红巾军和彭莹玉、徐寿辉领导的天完红巾军。
在与元朝官军的斗争中，各支分散的红巾军逐渐联合，形成南北两支，北方红巾军以刘福通为核心，南方红巾军则在天完政权的领导之下。
刘福通，颍州人。与栾城人韩山童以白莲教组织民众，宣传“天下大乱，弥勒佛下生”；韩山童为宋徽宗八世孙，当为中国主，河南、江、淮从之者甚众。
时值贾鲁治河之役开始，他们预先在黄河故道埋下一个单眼石人，背上刻有“石人一只眼，挑动黄河天下反”字样，希望动员治河民夫参加起义。正当他们杀白马、黑牛，誓告天地，准备起兵反元之际，为官府发现，遭到镇压，韩山童被捕，其妻杨氏与子韩林儿逃往武安。刘福通也逃出，并于五月初三日率众起义，占领颍州（今安徽阜阳），元末大规模的农民反抗斗争正式展开。
元廷命枢密院同知赫厮、秃赤领阿速军六千并各支汉军前往征讨，与河南行省徐左丞诸军齐进。而“三将但以酒色为务，军士但以剽惊为务，于剿捕之方漫不加省。赫厮军马望见红巾军阵大，扬鞭曰：‘阿卜、阿卜。’阿卜者，言走也。于是所部皆走”。赫厮死于上蔡，徐左丞为朝廷所诛，阿速军不习水战，不服水土，病死者过半。
在镇压红巾军时，元朝军队将领腐化，战斗力低下，纪律松弛的弱点逐渐暴露，同赫厮军的临阵脱逃一样，也先帖木儿所统大军未与红巾军接战，便自相掠扰，也先帖木儿弃军逃跑，损失粮草、车辆、武器无数。
至正十四年（1354），脱脱在镇压了芝麻李之后，统军前往进讨泰州张士诚于高邮，竟因哈麻的中伤，以劳师费财被贬，百万大军，一时溃散。
在官军出师屡屡不利的情况下，定居于颍州沈丘的畏吾儿人察罕帖木儿和信阳罗山人李思齐各自招募丁壮，组织地主武装，与红巾军为敌。元廷授察罕中顺大夫、汝宁府达鲁花赤，李思齐汝宁知府。他们聚兵万人，自成一军，屯于沈丘，屡败红巾军。后来，成为元朝赖以镇压红巾军的主要力量。
至正十五年（1355）一月，元廷命河南行省参知政事洪丑驴守御河南，陕西行省参知政事述律朵儿只守御潼关，宗王扎牙失里守御兴元，陕西行省参知政事阿鲁温沙守御商州，通政院使朵来守御山东，将刘福通的势力包围起来，而使答失八都鲁、察罕帖木儿和李思齐在包围圈内与红巾军作战，企图一举消灭红巾军，但刘福通粉碎了元军的围剿，发展了起义军的力量。二月，他将韩林儿自砀山接回，立为帝，称小明王，建都亳州，国号宋，改元龙凤，建立了北方红巾军政权。宋政权建立了中书省、枢密院，盛文郁、刘福通先后为丞相，又任命了平章、知枢密院等官。随着形势的发展，还建立了行中书省和府、县等地方机构。
管军机构则有统军元帅府、管军总管府、管军万户府等，均属枢密院管辖。军职则有百户、千户、万户、总管和统军元帅等。
宋政权建立后，元朝军队更加紧了对它的镇压。六月，答失八都鲁拜河南行省平章政事，进军长葛（今河南长葛东北），与刘福通野战，被击败，战士奔溃。答失八都鲁退至中牟，收散卒，准备开展屯种戍守，又被红巾军劫营，尽失辎重。元将刘哈剌不花设伏邀击，红巾军失利，元军夺回所失辎重。
刘福通遣将赵明达北攻嵩、许、邓、洛，自孟津渡河至怀庆，河北大震。察罕帖木儿进战，北上的红巾军战败。十二月，答失八都鲁又败刘福通于太康，进围亳州，韩林儿避兵于安丰（今安徽寿县）。
十六年（宋龙凤二年，1356）三月，刘福通进兵亳州，“答失八都鲁父子与刘福通对敌，自巳至酉，大战数合，答失八都鲁坠马，孛罗帖木儿（答失八都鲁之子——引者注）扶令上马先还，自持弓失连发以毙追者，夜三更步回营中。十月，移驻陈留”。
九月，为了减轻元军对都城亳州的军事压力，扩大战果，刘福通遣将李武、崔德等进兵陕西，毛贵入山东。李、崔破潼关，元参知政事述律杰战死。
十七年（宋龙凤三年，1357），由于毛贵在山东战果辉煌，刘福通进一步决定大举北伐。宋北伐军兵分三路：以毛贵为主力，由东路进攻大都；关先生、破头潘为中路绕道山西，转攻河北，与东路配合包围大都；派白不信、大刀敖、李喜喜至陕西，增援李武、崔德。旗联大书：“虎赍三千，直抵幽燕之地；龙飞九五，重开大宋之天。”表示了灭亡元朝的决心。
李武、崔德取潼关后，连克陕州（今河南三门峡市）、虢州（今河南灵宝），扼崤函，将入陕。察罕帖木儿、李思齐奉调前往追击，李、崔率军至平陆（今山西平陆西南）、安邑（今山西运城东北），被察罕帖木儿击败，队伍溃散。不久，他们又重新聚集，占领商州（今陕西商州），攻武关，夺七盘，下蓝田，趋长安，前锋直抵霸上，陕西省台告急。察罕帖木儿率众入关，长驱而前，红巾军失利，改走南山，入兴元。十月，白不信、大刀敖、李喜喜等下兴元，入凤翔。又为察罕帖木儿、李思齐所败，走入四川，李喜喜所部后来投奔了陈友谅。留在陕、甘的李武、崔德于龙凤六年（至正二十年，1360）攻占了宁夏路（今宁夏银川）、灵州（今宁夏灵武南）等地。六年（至正二十一年，1361），投降李思齐。
毛贵入山东后，下胶州（今山东胶州），杀佥枢密院事脱欢，克莱州（今山东掖县），杀山东宣慰副使释嘉讷。占领益都路，益王买奴逃遁，山东行枢密知院张俊投井死。迅速占领了山东大部郡邑。三月，下滨州（今山东滨州），进逼济南。朝廷急命湖广行省左丞相太不花、知枢密院事孛兰奚和同佥淮南行枢密院事董搏霄往援，时红巾军大集，“自南山来攻济南，望之两山皆赤”。搏霄等设伏涧上，先以数十骑前往挑战，红巾军中伏失利。泰安红巾军前往支援，也为搏霄所败，遂放弃济南。四月，攻占莒州（今山东莒县）。七月，元镇守黄河义军万户田丰响应毛贵，攻克济宁路（今山东巨野）、濮州（今山东鄄城北）。冬，棣州的元义军千户余宝也杀知枢密院事宝童，响应红巾军。
龙凤四年（至正十八年，1358）正月，田丰攻占元朝南北漕运的枢纽——东平路（今山东东平），元朝南北漕运中断。二月，毛贵下清（今河北青县）、沧（今河北沧州市），进据长芦（沧州）。不久，攻占济南路，元守将爱的战死。
毛贵在山东修城池，“立宾兴院，选用故官，以姬宗周等分守诸路；又于莱州立三百六十屯田，每屯相去三十里，造大车百辆，以挽运粮储，官民田十止收二分，冬则陆运，夏则水运”。在军事上节节胜利的情况下，重视发展生产，建立巩固的根据地。接着，他挥师北上，由河间趋直沽，犯漷州，至枣林，逼畿甸，枢密副使达国珍战死，元廷中外骇惧，咸议迁都。独左丞相太平坚持固守。同知枢密院事刘哈剌不花奉命出城拒敌，与红巾军战于柳林，毛贵军失利，退回济南。龙凤五年（元至正十九年，1359），毛贵被部将赵君用杀害，毛贵部下续继祖又杀死赵君用。在内部互相残杀中，山东红巾军势力削弱。至正二十一年，察罕帖木儿向山东反攻，夺回了山东部分州县，招降了田丰、余宝等，山东又被元朝势力所控制。
北伐中路军于龙凤三年（至正十七年，1357）入太行，取陵川（今属山西），克高平（今属山西），占领潞州（今山西长治），进攻河东重镇冀宁路（今山西太原）。由于受到察罕帖木儿的重兵阻截，退回太行。
四年春，毛贵遣部将王士诚、续继祖自益都出兵进攻怀庆，杀怀庆路总管王得贞；王士诚攻占晋宁路（今山西临汾），杀总管杜赛因不花。中路军势力大增，遂兵分两路，分别自绛州（今山西新绛）、沁州（今山西沁县）出发，进攻晋宁、大同。
围攻大都的东路军撤退后，察罕帖木儿抽调大量兵力西向对付中路。六月，关先生攻克辽州（今山西左权）。九月，东向进攻保定、定州，不克，再入山西，到达晋北。十月，占领大同、兴和。十二月，攻克上都，焚毁了上都宫阙；占领全宁路（今内蒙古赤峰市翁牛特旗），焚毁鲁王宫府；夺取辽阳路，杀懿州总管吕震，并以此为根据地，向高丽进攻。五年十一月，前锋渡鸭绿江，十二月，攻占义州、西京（今朝鲜平壤）等地。七年，因战事不利，退回辽阳，关先生、沙刘二战死，破头潘被俘。余众退回山东后降元。
在三路北伐的同时，刘福通北上攻汴梁。先后攻克大名路、卫辉路，形成了对汴梁的包围。元朝遣答失八都鲁、知枢密院事达理麻失里迎战，屡为红巾军所败，龙凤三年，答失八都鲁死，其子孛罗帖木儿袭职，领兵退驻井陉（今河北井陉西）。
龙凤五年，刘福通再攻汴梁，元守将竹贞逃跑，于是，宋以汴梁为都城，迁小明王来居。起义军势力达到鼎盛。由于北伐三路军相继失利，元军得以集中兵力围攻汴梁，形势很快便发生逆转。元军包围并攻破汴梁，刘福通冲出重围，带领小明王逃回安丰，数万红巾军官员、将士及其家属被俘。
逃回安丰后，宋政权已处于孤立无援的境地，处境十分困难。龙凤九年（至正二十三年，1363），张士诚乘机来攻，刘福通奋力抵抗，战死。朱元璋往援，小明王被救出安置在滁州。龙凤十二年（至正二十六年，1366），朱元璋派廖永中迎小明王前往应天，在瓜步沉船，小明王溺水死。宋政权灭亡。
白莲教反元
在元代，由于元朝廷对宗教采取宽容政策，所以最初对白莲教也较为尊重，这使得白莲教的组织遍布大江南北，支派甚多。因此，元朝政府对这个具有一定政治实体的宗教开始禁绝。武宗时曾以“烧香惑众”为由，将北方白莲教教主韩学究自赵州栾城谪徙到广平永年县。韩学究之后，他的孙子韩山童继任教主，宣传天下大乱，“弥勒佛下生”，“明王出世”，将反元定为明确目标。
元顺帝至元四年（1338），白莲教首领彭莹玉和他的徒弟周子旺在袁州（今江西宜春）发动反元起义，被官府镇压。周子旺与其母佛母，其子天生、地生被杀，彭莹玉奔淮西，匿民家。
彭莹玉原为袁州慈化寺僧人，常为人医治疾患，享有很高声望。及逃至淮西，又受到当地人民的保护。他与麻城铁工邹普胜等一起，继续以白莲教进行反元起义的准备活动，宣传“弥勒佛下生，当为世主”。
至正十一年（1351）八月，在刘福通的影响下，邹普胜与徐寿辉等也用红巾为号，举起义旗。徐寿辉本名徐贞一，以贩布为业，往来蕲、黄间。至此，被邹普胜等推为首领。九月，占领蕲水县（今湖北浠水）和黄州路（路治在今湖北黄冈），杀蕲州总管李孝先。
由于有了长期的酝酿准备，起义军很快就建立了自己的政权。十月，众推徐寿辉为帝，国号天完，年号治平，定都蕲水。“天完”的含义是“压倒大元”，表现了红巾军推翻元朝统治的决心。于是设官立制，以邹普胜为太师，乡人有才识者皆授以官爵。天完政权的最高行政机构也是中书省，称莲台省，下设丞相、平章、左右丞、参知政事等。地方最高政权机构是行省，先后建立过江南、汴梁、陇蜀、江西等行省。军事机构则有统军元帅府、管军总管府、管军万户府、管军千户府、管军百户府等。
天完政权是元末红巾军最早建立的政权，它一经建立，便分兵四出攻城略地，“其遣将所摧陷，几海内之半”。
天完治平二年（至正十二年，1352），天完政权遣将分攻河南江北、江西、湖广、江浙等处，并取得了辉煌的战果。
在荆湖战场，天完将领丁普郎、徐明远等下汉阳、兴国（今湖北阳新）。
曾法兴下安陆，元知府丑驴（丑闾）战死。邹普胜派千人向湖广行省诈降，进驻武昌，然后以大军继进，内外夹攻，占领武昌，元宗室威顺王宽彻普化、湖广行省平章政事和尚弃城走。于是连下中兴（今湖北江陵）、沔阳、荆门，与南琐红巾军和北琐红巾军互相呼应，河南江北行省西部的均、房、峡等州尽为红巾军所据。元山南廉访使卜理牙敦被俘，死。沔阳达鲁花赤咬住自溺于柴林河。
二月，红巾军主力南下江西，攻占江州（今江西九江），江州守李黻死。又连下瑞昌、武宁、建昌（今江西永修）、宁州（今江西修水）、饶州（今江西波阳）、信州（今江西上饶）和靖安。围攻南昌不下，进而南下攻占瑞州（今江西高安）、上高、新昌（今江西宜丰）。
三月，下袁州、吉安。四月，进入赣州地区，攻克宁都。在短短的四个月中，红巾军的足迹几乎踏遍了江西全境。诚然，由于一路前进，所攻下的州县没有力量坚守，有些得而复失，但影响所及，处处受到群众欢迎，而元朝守土官将则或死或逃，江西大震。
红巾军的迅猛攻势，令宴安日久的元朝官僚、将领猝不及防，不少人被杀、被俘或逃遁。诸州府仓促集兵，粮饷不足，配合不力，州县接连失守。至正十一年底至十二年初，才调兵遣将，收复所失州县。四川行省平章与参知政事答失八都鲁以本部探马赤军三千征讨荆襄。知荆门聂炳也募土兵七万，向红巾军反扑，收回荆门、襄阳、归峡等州和中兴路，杀红巾军将领李太素，俘王权。