至元二十三年（1286年）正月，忽必烈罷征日本，調集軍隊、糧草，準備大舉進攻安南。同時另立陳益稷為安南王。至元二十四年（1287年）正月，他調集8萬大軍，成立征交趾行省。以奧魯赤為平章政事；烏馬兒、樊楫為參知政事，仍受鎮南王脫歡節製。十一月，元軍分三路侵入安南境內。程鵬飛、孛羅合答兒由西道攻永平，大小十七戰，連破老鼠、陷沙、茨竹三關，直抵萬劫。脫歡、奧魯赤從東道攻女兒關。烏馬兒、樊楫從海道攻安邦口。各路元軍會合後，矛頭直指升龍。十二月，脫歡率諸軍渡過富良江，擊敗守軍，進占升龍。陳日烜等逃往敢喃堡。次年正月，脫歡揮師追擊至天長海口，不見陳日烜蹤跡，隻得回師升龍。元軍四出侵擾，掠奪糧草，終因軍糧匱乏，天氣逐漸炎熱，不得不於二月初下令班師回朝。元軍撤退途中，安南集結了30餘萬大軍在女兒關、丘急嶺一帶布防百餘裏，準備截擊歸師。脫歡聞訊下令諸軍避開敵軍，分道撤回國內。元軍水師在白藤江遭安南軍阻擊，主將樊楫受傷被俘。三月，陳日烜遣使進貢金人以代謝罪。忽必烈雖十分惱怒，仍不得不恢複和好關係。