第五位元世祖忽必烈。忽必烈是拖雷第四子、蒙哥的弟弟。公元1259年蒙哥死后，经过长达一年的争位斗争，公元1260年忽必烈继承汗位。至元八年（1271年），定国号为元。至元十六年（1279年）灭南宋，至元三十一年（1294年），忽必烈病逝，时年80岁，在位34年。死后由孙子铁木耳即位。
第六位元成宗铁木耳。铁木耳是真金太子之子，真金早卒，被立为皇太孙，忽必烈死后即帝位。大德十一年（1307年）铁木耳病逝，时年43岁，在位14年。死后没有子嗣，由其兄答剌麻八剌之子海山即位。
第七位元武宗海山。海山是答剌麻八剌之长子，元成宗铁木耳死后无子，公元1307年由海山即位。公元1311年，海山驾崩，时年31岁，在位5年。按照兄终弟及的约定，死后由其弟爱育黎拔力八达即位。
第八位元仁宗爱育黎拔力八达。爱育黎拔力八达也是答剌麻八剌之子，是元武宗海山的弟弟。海山死后，爱育黎拔力八达即位。公元1320年，爱育黎拔力八达病死，时年36岁，在位9年。死后未按照约定传位给元武宗海山之子和世瓎，而传给了自己的儿子硕德八剌。
第九位元英宗硕德八剌。元仁宗爱育黎拔力八达死后，嫡子以皇太子嗣位。至治三年（1323年）在“南坡之变”中被权臣铁木迭儿刺杀，时年20岁，在位4年。
第十位泰定皇帝也孙铁木儿。也孙铁木儿是真金太子的孙子，晋王甘麻剌的长子。至治三年（1323年）元英宗硕德八剌被害，也孙铁木儿拥立为帝。公元1328年，泰定皇帝也孙铁木儿病死，时年36岁，在位6年。也孙铁木儿被元朝后续统治者认为是自立的皇帝，因此没有庙号。
第十一位天顺皇帝阿速吉八。阿速吉八是泰定皇帝也孙铁木儿的儿子，泰定皇帝死后，发生了激烈的争权斗争，元朝上都和大都分别立了两个皇帝，后来经过两都之战，上都的天顺皇帝阿速吉八失败，不知所终，在为仅1个月。死后没有庙号。
第十二位元文宗图帖睦尔。图帖睦尔是元武宗海山的次子，在两都之战中获胜，被权臣燕帖木儿拥立为帝。后来让位于其兄和世瓎，是为元明宗。不久元明宗和世瓎被害暴卒（一说是被图帖睦尔毒死），图帖睦尔再次复位称帝。公元1332年元文宗图帖睦尔病死，时年29岁，在位4年。
