Tháng 12/1284, chúa Nguyên Hốt Tất Liệt phong cho hoàng tử thứ chín của y là Thoát Hoan làm Thống soái, đặt tước hiệu Trấn Nam vương, thống lĩnh 50 vạn đại quân, dẫn theo các thượng tướng dày dặn kinh nghiệm đã từng đánh thắng nhà Tống như A Lý Hải Nha, Lý Hằng, Ô Mã Nhi, Nạp Tốc Lạt Đinh đi theo giúp sức.

Đại quân Thoát Hoan xuất phát từ Vân Nam (Trung Quốc), tiến quân chia làm hai đường. Một đường do Nạp Tốc Lạt Đinh dẫn đầu, đi theo hướng Vân Nam áp sát biên giới phía tây Đại Việt. Cánh quân còn lại do Thoát Hoan chỉ huy, đi theo ngả Tư Minh (Trung Quốc) tiến đến gần biên giới Lạng Sơn đóng quân tại đây. Thoát Hoan lại giở trò cũ, sai người đưa thư cho vua Trần Nhân Tông, y nói rằng chỉ muốn mượn đường đi đánh Chiêm Thành chứ không có ý đánh Đại Việt.

Trần Nhân Tông không lạ gì kế này, viết thư trả lời Thoát Hoan:

- Từ nước tôi đến Chiêm Thành thủy bộ đều không tiện.

Thấy không khuất phục được vua Trần Nhân Tông, Thoát Hoan sai A Lý Hải Nha đem thư đến hăm dọa Trần Quốc Tuấn:

- Bổn vương nắm trong tay 50 vạn hùng binh, nếu nhà ngươi không cho ta mượn đường, đừng trách ta phá tan bờ cõi Đại Việt.

Trần Quốc Tuấn không thèm trả lời, cũng không cần thiết giữ lễ cho đuổi thẳng A Lý. Nguyên Mông khởi động chiến tranh.

Bấy giờ thế giặc lớn mạnh nên thượng hoàng Trần Thánh Tông lo ngại lòng dân lung lay, bèn cho triệu mời các vị bô lão từ khắp cả nước về Thăng Long ban yến ở điện Diên Hồng để hỏi ý kiến các vị về chủ trương nên đánh hay nên hòa. Bấy giờ là đầu tháng 2 năm 1285, khí trời trở nên lạnh lẽo thế nhưng các bô lão từ khắp mọi miền đất nước không quản ngại đường xa cách trở, nô nức kéo về Thăng Long theo lời kêu gọi của thượng hoàng.

Thượng hoàng đứng trước mặt các vị bô lão râu tóc bạc phơ đại diện cho nhân dân cả nước, Ngài hỏi:

- Nên đánh hay nên hòa?

Các vị bô lão muôn người nhưng cùng hô vang một tiếng: "đánh".

Thượng hoàng hỏi thêm một lần nữa:

- Chúng ta là nước yếu, họ là nước mạnh, vậy thì chúng ta nên đánh hay nên hòa?

Các bô lão đồng thanh trả lời:

- Quyết chiến! Quyết chiến!

- Nếu chiến tranh xảy ra tất có mất mát đau thương, các cụ có chấp nhận không?

Các bô lão vẫn đồng thanh trả lời:

- Hy sinh! Hy sinh!

Những người chứng kiến giây phút này đều không khỏi nức lòng, ý chí quật cường của các bô lão tiếp thêm sức mạnh cho triều đình và toàn thể nhân dân Đại Việt chống giặc. Chứng kiến các vị bô lão anh hùng dũng cảm, bá quan văn võ hạ quyết tâm sống chết vì non sông quốc tổ, còn những kẻ xin nhà vua cầu hòa tự cảm thấy hổ thẹn trong lòng.

Bàn về hội nghị Diên Hồng, sử thần Ngô Sĩ Liên nhận xét trong Đại Việt Sử Kí Toàn Thư rằng:

"Giặc Hồ vào cướp nước là nạn lớn nhất của đất nước. Hai vua hiệp mưu, bầy tôi họp bàn há lại không có kế sách gì chống giặc mà phải đợi đến ban yến hỏi kế ở các phụ lão hay sao? Là vì Thánh Tông muốn làm thế để xét lòng thành ủng hộ của dân chúng, để dân chúng nghe theo lời dụ hỏi mà cảm kích hăng hái lên thôi. Đó là giữ được cái nghĩa xưa nuôi người già để xin lời hay vậy."

Thượng hoàng Trần Thánh Tông hơn người là ở điểm này, biết trưng cầu dân ý, tôn trọng ý dân. Ngày thường các phụ lão là dân đen thân phận thấp hèn, tay bùn chân lấm, nay bỗng dưng được triều đình tín nhiệm, mời vào tận đại điện hoàng cung để bàn quốc gia đại sự, tinh thần các bô lão tất nhiên phấn chấn khác thường, lý nào lại sợ giặc? Nhân dân càng căm phẫn kẻ thù, triều đình càng củng cố được nội lực mà đưa ra phương án tác chiến thích hợp.

Nếu toàn thể nhân dân đồng lòng chống giặc và trở thành hậu phương vững chắc của triều đình thì cơ hội chiến thắng càng cao. Vì lẽ đó mà hội nghị Diên Hồng được tổ chức, để triều đình nhân dịp này vừa có thể thăm dò ý dân, vừa có thể đoàn kết lòng dân, làm công tác tư tưởng, củng cố mối quan hệ giữa triều đình và dân chúng. Nếu cuộc chiến diễn ra bất lợi cho Đại Việt thì hội nghị Diên Hồng ngay từ đầu đã loại bỏ được sự đổ lỗi từ phía xã hội cho triều đình. Khi thượng hoàng hỏi "Nếu chiến tranh xảy ra tất có mất mát đau thương, các cụ có chấp nhận không?" các bô lão đồng lòng chấp nhận hy sinh, sự hy sinh này là hy sinh vì non sông Đại Việt. Dù cho sau này triều đình có bại trận trước thế giặc mạnh đi nữa chắc chắn triều đình vẫn sẽ được dân chúng tiếp tục tin tưởng đi theo ủng hộ, vì khi đất nước xảy ra chiến tranh thì triều đình không thể không dựa vào tài lực của dân chúng. Các bô lão là tầng lớp có ảnh hưởng lớn nhất trong xã hội bấy giờ, khi đã "đả thông tư tưởng" sẽ trở thành những người đi tuyên truyền, phổ biến chủ trương chống ngoại xâm của triều đình một cách tự nguyện, lại rất hiệu quả, góp phần tạo ra sự đồng thuận cao trong xã hội. Đó là lý do tại sao Nguyên Sử lại chép: "Quân Đại Việt càng đánh càng đông". Thế thì tại sao Đại Việt có quân đông đến vậy? Đó là do dân binh từ khắp nơi đổ về hỗ trợ cho quân triều đình.

Hội nghị Diên Hồng kết thúc không bao lâu thì Thoát Hoan dẫn quân tấn công biên giới Đại Việt.