起義軍的力量發展得十分迅速。劉福通起兵後，麵對複雜的局勢，他采用穩紮穩打的策略。劉福通先擊敗了察罕帖木兒和李思齊的襲剿。1355年2月，劉福通把在安徽省碭山縣避難的韓山童、韓林兒接到了亳州，擁立為皇帝，正式建立政權。因為他們號召要恢複宋朝，所以國號為宋，年號龍鳳，韓林兒被尊為“小明王”，即“明王出世”的意思。不久劉福通就殺死了杜遵道，當上了宋政權的丞相，並加封為“太保”，成為了宋政權的實際領導者。
紅巾軍起義後，得到了廣泛的響應。很快起義之火就燃遍了全國。有的團結在宋政權的周圍，也有的割據一方，獨自稱王。在這些起義勢力中具有影響的是：張士誠的天佑政權、徐壽輝的天完政權，受紅巾軍領導的郭子興勢力，其中徐壽輝後來被陳友諒取代，而郭子興手下朱元璋更開創了明王朝的基業。
宋政權一建立，元政府就調集軍隊對起義軍加緊鎮壓。但由於自高郵戰役後，元政府再無力組織大規模的軍事力量，所以主要依靠駐守在各地的地方軍事力量對付起義軍，收效甚微。從1355年6月，元河南行省平章答失八都魯統帥諸王藩將兵馬開始對劉福通用兵後，盡管表麵上互有勝負，但總的看來對元朝十分不利。一方麵藩王勢力越來越大，而另一方麵起義軍則越剿越多。
1357年夏天，劉福通在擊敗元軍圍剿，穩定住形勢後，決定派出三路大軍同時北伐，對大都形成包圍，試圖一舉推翻元朝。從戰爭的部署和實際結果來看，劉福通的這次北伐舉動過於輕率。這次北伐各軍的協調十分不好。先出發的是由李武、崔德率領的西路軍。後來這支軍隊又改由大刀敖、李喜喜等率領，在陝西，他們被察罕帖木兒打敗。李武和崔德因一直沒能取得戰功，遭到劉福通的斥責。1361年5月，他們竟然向元朝漢將李思齊投降了。
中路軍的結局也不比西路強到哪兒去。他們由關先生、破頭潘等人率領，越過太行山，進入山西。這支部隊犯了孤軍深入的錯誤，他們原計劃是從山西配合東路軍進攻大都，可由於元軍的堵截，竟貿然北上。盡管他們先後攻克了上都、金寧、遼陽，進入今天的朝鮮境內，但一支缺少補給，沒有後援，而且攻擊的地點都不是元朝致命處的軍隊，最後戰敗就是必然的了。最後關先生等人在高麗戰死，破頭潘退到遼陽時也戰敗被俘，中路軍全軍覆沒。
在三路北伐軍中，唯一能夠有效打擊元朝統治的是由毛貴率領的東路軍。毛貴首先奪得了元朝的海船，從海路奇襲山東，隻幾個月，就占領了山東大部分地區。但他後來也犯了孤軍深入的錯誤，1358年2月，毛貴繼續北伐。先擊敗了元大將董摶霄兄弟，跟著又連克青、滄兩州，3月，攻克薊州，直逼大都。但很快元軍從四麵八方趕來支援，毛貴軍被擊敗，退回到了山東濟南。
在三路大軍北伐的同時，劉福通展開了對宋朝故都汴梁的攻擊。1357年6月劉福通首次對汴梁發起攻擊，但這一年並沒能攻下。1358年，劉福通再次進攻汴梁，元守將竹貞棄城逃跑，劉福通終於攻下了汴梁，迎來韓林兒，將汴梁改為宋政權的都城，大有繼承正統的意味。而事實證明，在沒有強大的軍事力量作後盾的情況下，劉福通的這一舉動非常的不明智，他觸動了元人非常警覺的神經。三路北伐軍相繼失敗後，元軍步步緊縮對汴梁的包圍，劉福通也陷入了孤軍奮戰的境地。最後劉福通衝破元人重圍，保護著韓林兒逃到了安豐。就在劉福通被迫逃入安豐的時候，1363年2月，同是起義軍的張士誠投降了元人（盡管這種投降隻是名義上的，不受元人任何製約）。張士誠為擴大自己的勢力，他趁安豐空虛，對劉福通發起了進攻。而劉福通在北伐中已經失去了自己的主要軍事力量，在這危急時刻，隻好向在名義上仍然是紅巾軍的朱元璋求援。這一舉動的直接結果就是使朱元璋在紅巾軍中的地位迅速提升。