高麗王決定向蒙古投降後，蒙古除送上責高麗王書以及索取大量財寶和童男童女的詔書外，撒禮塔又於高麗京、府、縣內設置七十二個達魯花赤，對高麗實行監臨統治。蒙古軍隊雖然撤出了高麗，但所設置的達魯花赤卻淩駕於高麗府道州郡的衙門之上，握有生殺予奪之權，這對高麗朝野是一個前所未有的壓力。在這種喪失主權的形勢下，高麗朝廷感到前途渺茫，難以對付蒙古的盤剝和壓迫，過去曾以主戰派自居的權臣崔怡，看到這種朝不保夕的局麵，出於保全他私人利益的需要，提出了“徙都避亂”的主張，並於1232年七月挾製高麗王及百官遷都江華島。
高麗朝廷遷都海島，這對高麗來說是一種消極抗戰的行動，對蒙古來說則無疑是一種公開的反叛。高麗王既然被迫遷都海島，也就決定公開對抗蒙古，首先派人往北界諸城收繳蒙古達魯花赤的武器，派去的人雖然被殺，但這一行動卻鼓舞了在陸的高麗軍民。其後不久，高麗西京宣撫使、大將軍閔曦等人便盡殺蒙古所設達魯花赤，消除了高麗國內的蒙古統治勢力。當然，這一行動必將遭到蒙古的報複，所以在陸的很多高麗臣民紛紛遷居海島避難。
蒙古得知高麗國內的這一變化後，窩闊台複令撒禮塔率軍征伐高麗。蒙古大軍入境，一邊遣使投書高麗，責其降而複叛，遷都海島，殺死達魯花赤之罪；另一方麵則猛攻高麗重鎮。高麗朝廷遷於海島，可免遭兵災及被俘之辱，但在陸臣民則難逃蹂躪之苦。所以，高麗朝廷不斷修書答複蒙古，極力解釋兩國間的誤會和東真從中作祟之奸，乞求蒙古罷兵。正當此時蒙古元帥撒禮塔在指揮攻打水州屬邑處仁城時，被一避兵災於城中的僧人射中身亡。蒙古軍隊主帥一死，軍心大亂，副帥帖哥遂率軍回師。蒙古第三次征服高麗的戰爭就這樣失敗了。
撒禮塔幾次率兵征服高麗，號稱權皇帝，高麗朝野對其多有畏懼。然而高麗僧人金允候將其一箭射殺，蒙古軍隊亦因此敗退，這對高麗臣民產生了極大的鼓舞。高麗王一方麵修書東真以求聯合，另一方麵開始安定國內消除隱患。在蒙古侵略高麗的過程中，一些高麗將領曾迎降於蒙古軍隊，並充為向導，往來於高麗朝廷與蒙古軍隊之間。如趙叔昌、洪福源等，因其投降了蒙古並受到蒙古的重用，在兩國交兵期間高麗朝廷不但不敢責罪他們，反而委以高官，讓他們為高麗的安危在蒙古方麵進行斡旋。高麗打敗蒙古的進攻後，隨著國內抗禦蒙古入侵的士氣振奮，這些有反叛行為的將領便成為眾矢之的。在高麗懲治內奸的行動中，洪福源隻身逃到蒙古，趙叔昌被處決，甚至連代替高麗王出降蒙古的淮安公王侹亦莫名其妙地死去。
蒙古在高麗受挫之後，沒有立刻派兵報複。但為了防止高麗與東真的聯合，窩闊台派皇子貴由和諸王按赤帶將右翼軍進討東真，同時詔發高麗，督令遷出海島，令高麗王赴蒙古朝覲。蒙古平定東真擒殺蒲鮮萬奴之後，正值對金的戰略進攻接近尾聲，其注意力放在了對金的最後攻擊上，對高麗國內清除叛黨、積極備戰的情況，沒有作出什麼實質性的反應。
1235年春，窩闊台又發動了一次大規模的遠征，除征西域和伐南宋的兩支重兵外，以唐古為元帥，洪福源輔佐的第三支軍隊，又踏上第四次征服高麗的道路。是年閏七月，蒙古兵踏境的消息傳到江華島。高麗王即令前後左右四軍沿江設防禦敵，同時令百官臣僚每天自辰時至午時拜日襄兵。高麗朝野知蒙古此來，決不會善罷甘休，所以也下決心進行舉國抵抗。這場戰爭進行了近四年之久。
1238年，蒙古軍隊已經攻占高麗北邊數十城，其前鋒已入高麗腹地。高麗王為免遭滅國之災，是年十二月派將軍金寶鼎、禦史宋彥琦奉降表再次赴蒙古求和。蒙古方麵則必以高麗朝廷返陸，高麗王赴蒙古朝覲方能休兵。雙方互使不斷，蒙古催逼責難，高麗推諉拖延，其間蒙古軍隊仍駐鎮高麗，小規模的戰事時常發生。這樣的形勢一直延續了兩年多。在這場曠日持久的戰爭中，高麗的社會生產受到了極大的破壞，百姓流落海島，土地荒蕪，國力已消耗殆盡。1241年，經朝中集議，高麗王決定用族子永寧公稱為太子，率衣冠子弟十人入蒙古為人質，從而才結束了這場戰爭。高麗仍依前例，不斷向蒙古交納貢賦。同年十一月，窩闊台去世。其後，蒙古統治階級集團內部爭奪汗位的鬥爭又持續了五年之久，在這五年之間，蒙古對高麗的控製日益鬆弛，兩國往來漸疏，高麗也停止了納貢。