1264年八月，忽必烈下诏改燕京(今北京市)为中都，定为陪都。1267年决定迁都位于中原的中都，1272年，将中都改名为大都(突厥语称汗八里，帝都之意)，将上都作为陪都。
忽必烈迁都燕京后，乃居住于城外的金代离宫——大宁宫内。至元四年(1267年)，开始了新宫殿和都城的兴建工作。中书省官员刘秉忠为营建都城的总负责人，阿拉伯人也黑迭儿负责设计新宫殿。郭守敬担任都水监，修治元大都至通州的运河，并以京郊西北各泉作为通惠河上游水源。
至元二十二年(1285年)时，大都的大内宫殿、宫城城墙、太液池西岸的太子府(隆福宫)、中书省、枢密院、御史台等官署，以及都城城墙、金水河、钟鼓楼、大护国仁王寺、大圣寿万安寺等重要建筑陆续竣工。至元二十二年，发布了令旧城(金中都故城)居民迁入新都的诏书："诏旧城居民之迁京城者，以资高及居职者为先，仍定制以地八亩为一份，其地过八亩或力不能作室者，皆不得冒据，听民作室"。
至元二十二年到三十一年，有四十至五十万居民自金中都故城迁入大都。此时期还陆续完成了宫内各处便殿、社稷坛、通惠河河道、漕粮仓库等建筑工程。元大都的营建工作至此基本完毕。此后元代各帝陆续又有添建，如孔庙、国子监、郊祭坛庙和佛寺等，但对元大都总体布局没有变动。
但是在朱元璋占领元大都后这里发生了重大的改变，这一切还要从朱元璋派遣他的把兄弟徐达领兵北讨时说起。
徐达(1332年-1385年)，字天德，濠州钟离(今安徽凤阳市)人，明朝开国军事统帅，淮西二十四将之一。徐达出身农家，元朝末年，徐达参加了朱元璋领导的起义军。至正二十三年(1363年)大败陈友谅。至正二十四年(1364年)，朱元璋以为左相国。二十七年(1367年)，率军消灭张士诚地方割据势力。同年，任征虏大将军，与副将常遇春一同挥师北伐，推翻元朝的统治。
至正二十八年(1368年)三月，徐达在基本上占领山东之后，从济宁进攻汴梁(今河南开封)，同时派一部分军队经河南永城、归德(今河南商丘)趋许昌，并命邓愈率襄阳、安陆、江陵之兵北攻河南南阳，策应北征主力作战。三月底，徐达进抵陈桥(开封市东北)，元朝在汴梁的守将李克彝夜驱军民西遁，元将左君弼率所部投降。徐达进入汴梁后，立即率步骑经中湾(今河南封丘西南)西攻洛阳。
同年七月二十七日，徐达攻克通州，元惠宗闻讯后大惊失色，下令淮王帖木儿不花监国，自己携后妃、太子、公主自健德门出城北逃避难。八月二日，徐达下令包围大都，然而此时此刻大都无人守卫，大部分元朝的皇亲贵胄都携带金银珠宝逃跑了，留守的元军兵力不足，所以大都城很快便被明军攻破了。
明朝军队将元大都的齐化门攻破后，并由此入城。在明军彻底占领大都后，明太祖下令将大都改名为北平。据说当时朱元璋给徐达秘密下达了一道旨意，让他烧毁元朝皇宫，大将徐达秉承太祖旨意，号召众人点火烧毁了元皇宫，并且在当时严禁史书史料提及此事。
史书中写的是元皇宫的失火是无意为之，其实并不是，这是来源于朱元璋的命令。因此，对于百姓而言，元皇宫的存在和消失似乎悄无声息。
