從1272年阿合馬以平章政事的身份入主中書省後，直到1282年的時候，阿合馬除了負責為忽必烈的國庫輸滿天下財貨，博取忽必烈的信任外，他還為自己多的了優越的環境。他本人的庫府之中，天下良田、美女和銀鈔無數。雖然這樣的事情都是忽必烈不願聽到、看到的，但誰也不能否認這樣的事實。氣焰薰天的阿合馬的野心並不僅僅在於此，他在忽必烈的卵窠裏援引奸黨，向忽必烈推薦了郝禎、耿仁等人，讓其進入中書省，主要負責全國的交通，最主要的任務就是蒙蔽忽必烈；在帝國權力各要津處，安插尋侄，他的二十幾個兒子遍布帝國權要之處，甚至連他的家奴也長期掌握著大都的兵權；廣占良田，“民有附郭美田，輒取為己有”；漁獵各式美女，隻要是他看上的漂亮女人，不管是少女還是少婦，都逃不出他的魔掌，他最文明的伎倆是許封美女父親顯爵，而最缺乏人道的是將部臣的母親、妻子、女兒全部淩辱、蹂躪和奸汙；傾陷忠良，黨同伐異，隻要對他稍不恭敬，那麼，此人最起碼會身陷囹圄；大量收納賄賂，甚至截留獻給忽必烈的貢品。
阿合馬橫行霸道的結果使帝國的臣民怨聲載道，對他深惡痛絕，憤恨至極；忽必烈也覺得其權力的無邊無際，有失自己的麵子。
忽必烈覺察到阿合馬不僅能給自己帶來財富，但也可能招致巨禍。於是決定裁剪阿合馬的專權，將皇太子真金推到阿合馬的麵前。真金的思想是地地道道的儒術的翻版，他對阿合馬的橫征暴斂、驕恣枉法早懷厭惡，隻是礙於父麵、未敢發作。當接到父汗令他參決朝政的詔命後，他做的第一件事就是用弓敲打阿合馬，當阿合馬滿臉傷痕跑到忽必烈跟前時，忽必烈問：“你的臉怎麼了？”阿合馬囁嚅而改口道：“被馬踢了。”真金當場揭穿他：“你說得真無恥，這是真金打的。”真金感覺到父汗沒有發怒的意思，接著幹第二件事：當著忽必烈的麵，狠狠將阿合馬毆打多時。從此之後，阿合馬見了真金像貓一般溫順，或者像老鼠一般溜掉。
被逼退到絕崖邊上的漢臣終於穎出兩位勇士。一位是具有古士俠風、嫉惡如仇的益都千戶王著，一位是王著的朋友僧人高和尚。王著冒著殺頭危險偷鑄了一個大銅錘，發誓要為民除害，為國除奸；高和尚則詐稱身懷絕技，能役鬼助戰、遙控敵人，取得樞密副使張易的信任。
1282年三月，忽必烈帶著真金等家眷、鷹師及其他隨從例行前向上都。大都隻有阿合馬留守，處理政務。王著、高和尚決意趁機行事。經過周密布署，十七日，王著矯傳皇太子真金令，命中書省備辦齋品供物，稱真金要回都作佛事。中午，王著又遣崔總管通知張易發兵，於當夜會聚東宮。同時，王著本人親自馳告阿合馬率中書省留守官員到東宮等候真金；又分遣一部分敢死隊前往居庸關控守，另一部分敢死隊則簇擁皇太子的儀仗，浩浩蕩蕩，向健德門迸發。
阿合馬覺得事出蹊蹺，但又懾於真金的雄威，仍如期趕往東宮，不過，他還是不放心，就派中書右司郎中脫歡察兒帶數騎前去覘伺。脫歡察兒出健德門10裏，碰到王著假扮的皇太子大隊人馬，盡被王著所殺。入夜二更時，王著的偽太子大隊人馬在燭光旗影中抵東宮西門。守衛東宮的高鷦與尚書忙兀兒、張九思種張易均集兵東宮，準備迎候，高、張二人有些疑惑，派人詢問。王著等見賺西門不成，轉趨南門。至東宮南門，阿合馬和中書省官員正在恭候。假真金傳令阿合馬率省官上前，責備了阿合馬幾句，王著立即將阿合馬拽到一旁，袖出銅錘，砸碎其頭。一代奸妄，頓時斃命。
接著又傳呼中書省左丞郝禎，郝禎也莫明其妙地被殺。右丞張惠比較幸運，僅被傳來囚禁一旁。
樞密院、禦史台、留守司的官員們遙望著前麵燭光下影影綽綽晃動的身影，忙忙碌碌，似乎飄蕩了殺氣，一個個斂聲屏息。眾人正迷迷瞪瞪之際，從西門跑到南門的張九思從宮中大喊一聲：“叛賊！”留守司達魯花赤博敦聞聲徹悟，持梃飛身上前，將馬背上的假真金擊墜，轉身命令衛兵駑箭齊射。王著的部眾四散奔逃，而王著本人則挺身清縛。次日清晨參與謀亂的人大多被處決。高和尚逃到高梁河，也被捕。
正駐帳察罕腦兒的忽必烈，聽到因自己放縱寵幸而與阿合馬一道暖孵的帝國炸雷後，驚愕了半天，但他隨即便從震怒中清醒。立即回鑾大都，同時派李羅、和禮霍孫等箭馳大都鎮壓亂黨。二十二日，王著、高和尚被誅於市、張易也被處以極刑。王著臨刑，凜然自若，大呼：“王著為天下除害，今死矣，異日必有為我書其事者！”
大都暴動在忽必烈內心掀起了狂瀾巨浪，洶湧的大潮拍打著他的一個個問號。阿合馬為什麼被殺？王著等人不惜拋顱灑血意味著什麼？張易的神秘表演為什麼沒被戳穿真相？張易的幕後是否還有他人？層層謎團讓忽必烈如墜雲裏霧裏。
忽必烈冷靜之後，收拾一下叢聚的疑點，再次施展他傑出的政治天才。他不斷地想：阿合馬雖然激起了絕大多數漢人的憤怒，但他顯然是自己的替罪羊。如果自己也在大都宮中，後果簡直不堪設想。對阿合馬應該厚葬，借以撫慰回回以致整個色目人的驚悸，以防掌握著帝國各處權柄的色目人因恐懼而四濺憤怒和報複，漢人的暴亂已使帝國群情激昂，決不能讓叛亂也蔓延到色目人中。因此，花費巨額金錢、派遣達官貴人去隆重埋葬阿合馬是值得的。王著、高和尚死有餘辜，但張易則更令人心寒，幕後策劃人顯然是張易，不然王、高無法調動那麼多軍隊、王、高本人之所以能在宮廷走動也多得張易的引薦，而且最直接的理由的是張易不僅率右衛指揮使顏義的軍隊前往東宮，還知道，最起碼是在高梢的一再追問下說過“皇太子來誅阿合馬”的話。由此推斷張易知悉王著的密謀，不能算冤枉張易。很可能是掌握著帝國一部分軍權，而且對大都、對宮城、皇城都非常熟悉的張易為王、高策劃了具體的暴亂計劃。不處張易極刑不能泄自己的心頭之恨，也不足以平色目人之忿，但更重要的是要敲山震虎，威懾漢人官僚不要再想入非非。對王、高、張最好是將他們的肉做成肉醬，分發給漢人官僚及其他有疑問的人，這不亞於劍架肉脖的威嚇。
心理戰是現在最合適的辦法。看來這次暴亂非常有組織，除首惡外，多達上千人，甚至能將東宮的儀仗、印信都調拔出來，其中有不少的是漢人總管、千戶、所以能順利穿過大都城門、宮城門而進入太子官。真金會不會真的與這次謀亂有關，因為他是最討厭阿合馬的。不，不，兒子是自己的骨肉，他怎麼會幹這種傻事呢？除了兒子，在帝國內還能信任誰呢？肯定張易的背後還有更大的人物，張易的老同學、過往甚密的張文謙就值得懷疑。這一次比王文統案更複雜、也更危險，再次慶幸，自己沒有在大都。
元朝初創時期，就比較重視農業的發展。
1260年，忽必烈即位不久，就設立了十路宣撫司，命令十路宣撫司注意農業的豐歉，並挑選通曉農業生產知識的人當勸農官，掌握旱澇蟲情，領導督促農業生產。
1261年，忽必烈又設立了勸農司，令漢人姚樞為大司農，以陳邃（sui歲）、崔斌等八人為勸農使，分頭到各地去考察農業的生產情況，招集流民散勇，返回家鄉，從事農桑。
1270年十二月，忽必烈下詔改勸農司為大司農司，增加官員，到全國各地去巡視慰問經過戰爭災難的地區。命禦史中丞孛羅兼大司農卿。丞相安童認為，孛羅是朝內重臣，兼大司農卿，有些大材小用。就上書給忽必烈，讓調換個人。認為孛羅不合適。
忽必烈看了安童的奏折後，說：“管理農桑水利，這事非同小可！國家以人民為本，人民以衣食為本，衣食以農桑為本。我深感農業豐歉對治國安邦至關重要。隻有派重臣管理，才能引起朝野上下的重視，不至於輕農桑、綴耕織，造成國窮民困！我是經過仔細考慮，才決定讓孛羅總領大司農司的！”安童聽了，心悅誠服。大司農司主要管理農桑水利事宜，並考察地方官的勤惰，申報提升在農業管理上有成績的地方官，處治那些荒廢農桑的官吏。
大司農司成立後，為了促進農業的發展，推廣先進的耕作技術，忽必烈下詔書，專門組織人力，編寫了一部適合當時農業生產的書籍《農桑輯要》。這部書成於1273年，是從古代農書中選擇有實用價值的東西，再加上當時一些有成效的農桑種植經驗編纂而成的。這本書對指導當時農業的生產，起了很重要的作用。
由於農業生產的需要，水利建設也就引起了忽必烈的重視。
1261年，忽必烈就命令懷孟路廣濟渠提舉王允中、大使楊瑞，招募民工，督領開渠治河，從太行山下沁口古跡處，開鑿分水渠口，引沁水東流，經古朱溝流入黃河。這條大水渠可灌溉濟源、河內（今河南沁陽）、河陽（今河南孟縣）、溫縣、武陟等五縣土地三千多頃。因收益比較廣，所以就叫廣濟渠。
1281年，忽必烈為了解決運輸灌溉問題，下令修通隋煬帝時開鑿的大運河。首先開通了從泗水到汶水一段。接著，又修通了自東昌路須城縣的安山，經過壽張到臨清進入禦河的一段。這段叫通會河。
1292年，都水監郭守敬建議開通大運河的最後工程。就是從昌平縣白浮村開始，穿過大都，東至通州，與白河溝通。郭守敬還畫出了詳盡的施工圖。忽必烈看後，異常高興地說：“好，馬上動工！”在動工前一天，忽必烈命令滿朝文武，自丞相以下，無論大小官員，都到工地勞動，挖土打壩。
1293年，這段工程竣工。至此，縱貫南北的大運河又溝通了。
一天，忽必烈從大都往上都去。經過積水潭，見運河中大小船隻來往不斷，運輸繁忙，非常高興，就把這段運河叫通惠渠。郭守敬是河北省邢台人。他的祖父郭榮是位精通數學和水利的人，對少年時代的郭守敬影響很大。郭守敬十幾歲時，就跟他爺爺的好朋友劉秉忠學習。劉秉忠通曉天文地理，精於術數，是當時很有名的學者。他與張文謙都很受忽必烈的重用。
1262年，忽必烈急切需要懂水利的專家，張文謙就向忽必烈推薦了郭守敬。這時，郭守敬已經三十二歲。
忽必烈召見了郭守敬，詢問水利方麵的問題。郭守敬提出了興修水利當時應急待解決的六件事，很得忽必烈的賞識，馬上被任用，命他提舉諸路河渠。後來，又加授銀符、任命為副河渠使。
1264年，郭守敬隨張文謙到西夏（今甘肅寧夏縣）視察水利，修複了唐來渠和漢延渠。
第二年，忽必烈就任命他為都水少監，使他專心致力於水利建設。
早在元朝統一全國之前，劉秉忠就認為，祖衝之的《大明曆》，自遼金以來沿用了二百多年，誤差越來越大，很不適用。提出要修改曆法。可是，還沒等實施，劉秉忠就死了。
1276年六月，忽必烈詔命王恂和郭守敬主持修改《大明曆》的工作。
忽必烈在修改《大明曆》的詔書中說：如今天下大定，全國統一。從南到北一萬多裏，氣候和時間有差別；東邊到西邊，同一天，日出和日落便不一樣。我們自從取得中原以後，至今仍沿用《大明曆》，從南北朝到現在已七百餘年。舊曆錯訛較多，時令計算不準，耽誤農桑稼穡。放牧掌握不住氣候變化，航海辨不準方向。現在極需要測天候、量地極、觀星象、計算時數。所以，特命郭守敬等測天量地、定準方位、校正時間，製定新曆。