战争起因
朱元璋在平江之战胜利在望，长江中下游基本上已经控制的情况下，认为已没有必要用红巾军来作掩饰。公元1366年十二月，朱元璋派命廖永忠去滁州接小明王韩林儿来应天，行至瓜步时将其沉之于江。次年正月，废龙凤年号，改称吴元年。
在消灭张士诚后，江南已经基本被朱元璋占领，朱元璋的手下对北上灭元都充满了信心。此时，元王朝的内部也已经四分五裂，朱元璋遂决定以一部兵力进攻福建、两广，主力乘新胜之势立即北上攻元，
作战部署
朱元璋向全国地区发出声讨元廷的檄文，其统一北方大概分为四步：
1. 主力由江淮地区北进进攻山东，然后向西进攻河南，以一部兵力据守潼关监视关中以掩护左侧翼安全。
2. 主力由河南沿大运河北进，从通州攻取元大都。
3. 之前两部完成后，以一部兵力据守长城沿线，监视漠北，主力由大都攻山西，然后进军关中，消灭各部残余元军。
明军占据山东之地
公元1367年十月，徐达为主帅、常遇春为副帅，率军二十五万，由应天镇江循运河路长驱北上，于二十日抵达淮安。
明军相邀攻取山东之地，主要有两条进军路线。一是经淮北过沂州，直取益都;二是自徐州北攻济宁、济南，然后在东取益都。大将军徐达根据对战场形势的分析判断和朱元璋的指示精神，决定两路并进合击益都。最后，徐达通过对战场的形势分析，再加上朱元璋的指示，决定两路并进进攻益都。
十一月初四，徐达率军抵达至下邳，随后兵分两路∶一路由张兴祖率领，经过徐州北上，攻取济宁和东平;另一路为主力，由徐达率领直攻益都。在进军之前，朱元璋曾派遣使者徐唐、李仪前往沂州招降王宣、王信父子，授王信为江淮行省平章政事。但王信外表投降，实际上却内修戒备，一面派人前去犒劳明军以拖延明军速度，一面准备暗杀徐唐等人，但被徐唐等人逃脱。于是，徐达率军直抵沂州城。王宣父子之前派人去募兵很不顺利，所以就开城投降，但徐达以王宣反复，就将其处死。沂州城破后，峰、莒、海州、汴阳、日照、赣榆、沂水等州县相继投降。
朱元璋得知徐达已经占领沂州城后，建议徐达派精锐往扼黄河要冲，以一部兵力由徐州攻东平、济宁，自率主力进攻益都。二十九日，徐达率军攻破益都，李保保投降，主将普颜不花誓死不降，力战而死，徐达也趁势一路占领了寿光、临淄、昌乐、高苑等地。十二月三日，徐达率军继续西进，遣使前往乐安招降该地守将元平章俞胜。次日兵进长山般阳路（山东省淄川县），总管李正等投降，于是淄川、新城（今山东桓台县）等县投降。十二月八日，徐达兵进济南，元平章多尔济等以城降，于是密州、蒲台守将及邹平县尹均先后降服。
另一路的张兴祖进军也十分顺利。十二月五日，张兴祖率军至东平，元平章冯德弃城而逃，张兴祖派兵追至东阿，元参政陈璧等部投降。之后，张兴祖又以舟师进逼安山镇，元右丞杜天祐、左丞蒋兴亦皆降服。八日，张兴祖乘势引兵克济宁，守将陈秉直等弃城遁去。
次年二月，常遇春率军攻占东昌，斩杀守将申荣、王辅元等人。元乐安守将俞胜在平等县皆归，但降后又叛，徐达率军将其击灭。至此，山东全境基本平定，为推进北伐战争取得了先机之利。
明军攻取河南之地
1368年二月，就在徐达等人占领山东之后，朱元璋随即决定让徐达兵分两路攻取河南地区。大将军徐达兵分两路，自率主力由济宁出发，乘舟师沿逆流而上进攻汴梁，另一路兵力则经永城、归德向许昌进军。
三月二十六日，朱元璋又派邓愈率军北攻南阳以策应徐达。二十九日，徐达率军抵达汴梁东北四十里陈桥，元守将李克夷不敢与元军决战，率军西逃，于是，左君弼率部投降于徐达。徐达兵不血刃拿下汴梁之后，继续率军西进攻取洛阳。元将托音率兵五万阵于洛水之北迎战徐达，常遇春单骑突入，一箭射死元军前锋，元军士气大跌，激战途中，忽然刮起南风，尘土漫天，明军奋勇杀敌，元军大败，残部逃亡陕州，徐达遂占据洛阳。
占据洛阳后，徐达趁势又接连攻克嵩、陕、陈、汝各州，又派冯国胜率军进攻潼关，防守潼关的元将李思齐弃关逃往凤翔，张良弼逃往鄜城。冯胜追击至华州后，留部分兵力防守潼关，自率主力回师汴梁。
明军攻取元大都之战
公元1368年四月二十日，朱元璋由应天前往汴梁，并改名为开封府，与徐达商议北伐元大都一事。此时的元大都几乎没有外援，元将王保保（扩廓帖木儿）在太原拥兵自守、心存观望，李思齐避入关中，所以明军上下都对元大都志在必得。
七月二十八日，朱元璋自开封返回应天，留冯胜守备开封。大将军徐达召张兴祖、韩政、孙兴祖、高显等将率领各自部众集结于东昌，准备北伐一事。此时，元朝在河北地区并没有机动作战兵团，所能依靠的只有散在河北诸州郡的防卫兵力。
七月初一（闰），徐达北伐之师准备完毕，率军自今河南封丘出动，与参政傅友德等军会合于淇门。徐达以傅友德、薛显为前锋，率先攻取卫辉、彰德、磁州、邯郸、广平、赵州。当月十一日，徐达军至临清后，令集结于东昌的诸军前来会合，并令傅友德打通陆路、令都督副使顾时打通由临清至通州的水路，准备水陆并进北上。
七月十四日，常遇春率部攻克德州，随后与徐达合兵又攻取了长节、直沽、直抵通州，明将郭英率3000精骑前往城下挑战，另以千人埋伏于道路两旁。元将五十八国公率敢死之士万余人迎战，郭英佯败后退，元军乘势追击，明军伏兵突起，将元军一切为二，元军大败。徐达等军进占通州城，击杀元知枢密院事布延特穆尔。元顺帝见明军已攻克通州，遂令淮王特穆尔布哈与中书左丞相庆通守大都，自率三宫后妃、皇太子等在夜晚自建德门出城，经居庸关退往开平。自此，元中心势力退至漠南。八月二日，明军占领大都，派军扼守居庸关、古北口等要隘。
明军攻取山西之战
占领元大都后，朱元璋命徐达乘胜追击向山西进攻，又命位于河南的冯胜、汤和等人率军北上策应徐达。徐达认为库库远出（元顺帝派库库（王保保）北出雁门关，想要攻取元大都），太原必虚，北平有孙都督在，足以御之。今乘敌不备，直捣太原，使敌进不得战，退无所守，此所谓批亢捣虚者也。若敌回军救太原，则已为我牵制，进退失利，必成擒矣。
九月二十八日，徐达自北平南下，相继攻克保定、中山、真定。十一月初三，冯胜等人也渡过黄河北上，攻占了怀庆，泽州、潞州。十一月十六日，徐达军攻占赵州，此时，元将韩札儿对泽州发起反攻，在韩店地区大败冯胜、汤和、杨璟等军。徐达不管泽、潞方向的战事，抓住王保保军离开太原之机，急速引军西进，兵出井陉关，直取太原。王保保在进至保安时得知徐达军进逼太原，心中惊惧、遂率精骑疾驰回救，双方骑兵同时进抵太原城下。
元军前锋万余骑兵向明军冲击，但被明军击退，遂于城西扎营。徐达鉴于自己步兵未到，兵力处劣势，采纳了郭英和常遇春等人先下手为强的建议，在夜晚偷袭元营，并约降元将豁鼻马为内应。常遇春率军突至敌营前，乘势猛攻，鼓噪震天。敌营顿时惊乱不堪、自相践踏，不战而溃。王保保在慌乱之中不知所措，仅率18骑北逃大同。十二月初一，明军顺利进占太原城，随后又攻克了山西其余州县。
明军攻取陕西之战
1369年三月，徐达率大军渡过黄河，元鄜城守将施成直投降。张思道闻明军已到，直接逃亡庆阳，徐达兵不血刃拿下鹿台、凤翔。三月十二日，常遇春等率军抵达凤翔，李思齐不战而逃。之后，徐达又以部将汤和留守营垒辎重，金兴旺、徐思明等防守凤翔，自率大军西进，相继攻取陇州、秦州、伏羌等地。四月十一日，徐达在巩昌兵分两路而进∶一路由冯胜率领进攻临洮;一路由都督同知顾时等部攻取兰州。十三日，李思齐举临洮归降，顾时等也攻占了兰州城。
屯守庆阳的张思道在明军攻占临洮时，以其弟张良臣等守庆阳，自己逃往宁夏，但却被王保保军擒获。当徐达部将张焕率骑兵部队进抵庆阳获知此情时，便派人招降张思道之弟张良臣。张良臣遂以城降。
随后，元顺帝又进行了最后一次反扑，但均被明军所击退，直到元顺帝死后，元军退入漠北，自此无力南下。
残余势力
1371年正月，朱元璋派汤和、傅友德率水陆军分路入蜀，消灭了割据政权夏。1381年九月，朱元璋命傅友德、沐英等率军30万人南下云南，进攻割据于此的元梁王把匝瓦儿密。明军占领昆明后，留沐英镇守，傅友德返回。次年闰二月，沐英攻占大理，云南全部平定。1387年，朱元璋派冯胜、傅友德、蓝玉等，率军20万人进攻金山的纳哈出。这是残存于明统治区内的最后一支故元武装。六月，纳哈出在明军强大攻势威慑下，率所部4万人投降。至此，朱元璋统一全国的战争，以完全胜利而告结束。
结语
当朱元璋在江南崛起，在平定陈友谅、张士诚的八年时间里，元朝并没有增兵江南，给了朱元璋崛起的机会。当然，这是因为元廷昏庸的结果。在朱元璋命徐达北伐时，元军一直采用消极的防守策略，直到徐达进军陕西后，元廷才命令王保保率军反击，但为时已晚。