Bấy giờ Thoát Hoan đóng quân ở Bắc giang, nghe tin đồn Toa Đô tử trận, Ô mã Nhi đã trốn về Tàu, quân binh tướng sĩ ai nấy đều ngã lòng cả. Vả lại trời đang mùa hè nóng nực khó chịu, sơn lam chướng khí bốc lên, quân sĩ bị dịch tễ chết hại cũng nhiều. Bởi thế có bụng muốn rút quân về Tàu.
Hưng đạo vương cũng biết cơ Thoát Hoan tất phải chạy, liền sai Nguyễn Khoái, Phạm ngũ Lão dẫn 3 vạn quân đi lên đường núi, phục sẵn hai bên rừng sậy ở bên sông Vạn kiếp, để chờ lúc quân Nguyên chạy đến thì đổ ra đánh; sai hai con là Hưng võ vương Nghiễn và Hưng hiếu vương Úy dẫn 3 vạn quân đi đường Hải dương ra mặt Quảng yên, giữ chặn đường về châu Tư minh; Hưng đạo vương tự dẫn đại quân lên Bắc giang đánh quân Nguyên. Quân Nguyên thua chạy, Thoát Hoan dẫn đại binh chạy đến bến Vạn kiếp, gặp bọn Nguyễn Khoái ra đánh, quân Nguyên mười phần tổn hại mất năm. Tướng nhà Nguyên là Lý Hằng bị tên bắn chết. Còn Thoát Hoan, Phàn Tiếp , A bát Xích, Lý Quán cố sức đánh lấy đường mà chạy. Sau thấy quân An nam đuổi kíp quá, Thoát Hoan phải chui vào cái ống đồng để lên xe bắt quân kéo chạy. Về gần đến châu Tư ninh lại gặp bọn Hưng võ vương Nghiễn và Hưng hiếu vương Úy đánh đuổi một trận nửa. Lý Quán trúng tên bắn chết. Thoát Hoan, A bát Xích và Phàn Tiếp chạy thoát về Tàu được.
Thế là Đại quân của Thoát Hoan lúc đầu mới sang lừng lẫy bao nhiêu, bây giờ tan nát mất cả. Trong sáu tháng trời, từ tháng chạp năm giáp thân (1284) đến tháng sáu năm ất dậu (1285), quân An nam đuổi 50 vạn quân Mông cổ ra ngoài bờ cỏi, chỉnh đốn giang sơn lại như cũ. Ấy cũng nhờ có tay Hưng đạo vương có tài đại tướng, cầm quân vững chãi, gan bền tựa sắt, và lại khéo dùng lời khuyên dỗ, khiến cho bụng người cảm động, sinh lòng trung nghĩa, cho nên tướng sĩ ai nấy đều hết lòng giúp nước.
Vả nước An nam thời bấy giờ vua tôi hòa hợp, lòng người như một, nhân tài lũ lượt kéo ra; mà quân Nguyên sang An nam thì đường xa muôn dặm, núi sông cách trở, hùng mạnh được lúc đầu mà thôi, sau thành ra bệnh tật yếu đau. Như thế mà lại gặp phải tay Hưng đạo vương Trần quốc Tuấn dụng binh biết đợi thời, biết thừa thế tiến thoái, cho nên sự quân nhà Nguyên thua tan nát là sự tất nhiên vậy.
