Hoài Văn hầu Trần Quốc Toản có xuất thân cao quý. Chàng là cháu nội của Thái Tông hoàng đế, gọi thượng hoàng Thánh Tông bằng bác, anh họ là vua Trần Nhân Tông, cha là Vũ Uy vương Trần Nhật Duy, mẹ là Vũ Thắng công chúa Trần Ý Ninh - một danh tướng đương thời, bác của Quốc Toản là Phú Lương hầu Trần Tử Đức, một đại tướng uy dũng góp công lớn trong chiến thắng chống quân Mông Cổ xâm lược năm 1258.

Lúc Thái Tông hoàng đế còn tại vị, Mông Cổ mang quân xâm lược nước Tống (Trung Quốc). Thái Tông lo rằng nếu nhà Tống thất bại thì Mông Cổ lại đem quân tấn công Đại Việt lần hai vì vậy đã phái Trần Nhật Duy và Trần Ý Ninh đem quân chi viện cho nhà Tống. Trong khoảng thời gian này Trần Ý Ninh có mang Trần Quốc Toản. Trần Quốc Toản được sinh ra trên đất Tống và ở nước Tống được một thời gian khá lâu, kết giao với nhiều hoàng tộc Tống trong đó có Thái tử Triệu Trung và Công chúa Triệu Hoa (sau là vợ của Quốc Toản) . Vì có mối quan hệ bằng hữu thân thiết với Trần Quốc Toản nên khi nhà Tống bị quân Mông Cổ tiêu diệt thì Triệu Trung và Triệu Hoa dẫn theo thân thích sang Đại Việt nương nhờ nhà Trần.

Năm 1283, tình hình chính trị giữa Đại Việt và Nguyên Mông căng thẳng leo thang, Hốt Tất Liệt đòi mượn đường đi đánh Chiêm Thành, ngang nhiên đưa thư đe dọa nếu Nhân Tông không cho mượn đường thì y sẽ phát binh chinh phạt. Thám quân cấp báo Toa Đô phục lệnh dẫn 10 vạn thủy quân tấn công Chiêm Thành, đe dọa biên giới phía nam. Vua tôi nhà Trần gấp rút triệu tập hội nghị ở bến Bình Than để bá quan văn võ họp bàn chiến lược, hòa hay đánh. Điều khiến người ta chú ý là có một thiếu niên mới 16 tuổi cũng đến xin được vào nghị sự.

Lính bên ngoài báo tin có Hoài Văn hầu Trần Quốc Toản xin vào dự họp, vua Trần Nhân Tông thấy Quốc Toản còn nhỏ tuổi nên từ chối. Quốc Toản nhất quyết đứng đợi từ sáng đến trưa để gặp nhà vua. Khi cuộc họp dưới thuyền rồng tạm nghỉ, vua cùng các vương hầu ra ngoài mui thuyền, Quốc Toản nhân đó xô ngã lính canh, xăm xăm xuống bến, chạy đến trước mặt nhà vua, quỳ xuống tâu:

- Cho giặc mượn đường là mất nước, xin bệ hạ cho đánh.

Vua truyền cho Quốc Toản đứng dậy rồi ôn tồn bảo:

- Quốc Toản làm trái phép nước, lẽ ra phải trị tội. Nhưng em còn trẻ mà đã biết lo cho bá tánh thiên hạ, ta có lời khen.

Nhân Tông nói rồi ban cho Trần Quốc Toản một quả cam để ghi nhận lòng trung thành của cậu. Quốc Toản tạ ơn vua, chân bước lên bờ mà lòng còn ấm ức: "vua ban cho cam quý nhưng xem ta như trẻ con, vẫn không cho dự bàn việc nước". Thân là vương hầu, Trần Quốc Toản trong lòng hổ thẹn uất ức, lại căm ghét bọn Nguyên Mông hống hách ngang tàng, cậu nghiến răng, hai bàn tay bóp chặt, quả cam đang cầm trên tay bị bóp bẹp lúc nào không hay.

Khi triều đình đánh giặc, Trần Quốc Toản huy động người thân thuộc và gia nô trong phủ đệ được ngàn người, đóng thuyền chiến, tự lập thành quân đội gia binh, lá cờ thêu sáu chữ vàng: "Phá cường địch báo hoàng ân". Trên chiến trường, Trần Quốc Toản và đội quân của mình tung hoành ngang dọc, lập vô số chiến công. Từ Tây Kết, Hàm Tử đến Chương Dương, Thăng Long, thiếu niên anh hùng Trần Quốc Toản đánh không thiếu trận nào, luôn xung phong đi đầu mở đường cho quân Trần, dũng mãnh thiện chiến khiến quân Nguyên khiếp sợ. Trận Thăng Long quân Trần đại thắng, các tướng lĩnh khác nhập thành còn riêng Trần Quốc Toản vẫn xông pha trên chiến trường cùng các binh sĩ của mình, tiếp tục truy đuổi Thoát Hoan.

Về phần Thoát Hoan và đội quân của hắn. Sau khi bị cánh quân của Trần Quang Khải đánh bại tại Thăng Long, Thoát Hoan dẫn quân chạy về Vạn Kiếp để dựa vào số quân ở đó, nhưng hắn không ngờ rằng Hưng Đạo vương đã sớm lấy được Vạn Kiếp. Trên đường đi Thoát Hoan bị Hưng Ninh vương Trần Tung dẫn 2 vạn quân tấn công. Đúng lúc Hoài Văn hầu từ Thăng Long kịp đuổi đến, quân Nguyên bị kẹp vào giữa, vất vả chống trả, hao binh tổn tướng nhanh chóng thua trận. Giặc chạy về sông Như Nguyệt, đang lúc bắc cầu phao vượt sông thì Trần Quốc Toản đuổi đến, quân Nguyên rối loạn tranh nhau vượt sông, cầu phao không chịu nổi nên bị gãy, giặc rơi xuống sông chết đuối nhiều vô kể. Nhưng Trần Quốc Toản vì quá say mê truy kích giặc mà không chú ý đến xung quanh, bị giặc bắn lén nên tử trận.

Tin Trần Quốc Toản hy sinh khiến vua và triều đình vô cùng đau xót. Thương tiếc cho một anh hùng, vua Trần Nhân Tông thân hành viết bài văn tế cho người em họ:

Cờ đề sáu chữ giải hờn này

Lăn lóc muôn quân vẫn đánh say

Công thắng quân Nguyên đà chắc trước

Từ khi cam nát ở trong tay.

Hoài Văn hầu Trần Quốc Toản vì nước hy sinh anh dũng ở tuổi 18. Được vua ban tước hiệu Hoài Văn vương.