日本守軍已有前次抗擊蒙古的經驗，他們在箱崎、今津等外沿岸構築防禦工事，並以精銳部隊開進志賀島（志賀島與九州之間有陸路可通），與東征元軍進行了激烈戰鬥。”元軍戰敗，退至鷹島、對馬、一岐、長門等地，與姍姍來遲的江南軍會合。
然而會合後的元軍不但不積極進攻，反而因高麗、漢、蒙古統率之間的矛盾而不能協調作戰。這樣，蒙古軍在毫無蔭蔽的前提下，每前進一步都要付出沉重的代價。兩方對峙達兩個月之久，蒙古軍隊無法取得勝利。
兩個月之後，即8月15至16日，一場巨大的颱風襲擊了日本海岸，在此次颱風襲擊下，蒙古東路軍損失三分之一，江南軍損失一半，一些靠近海岸的士兵被日本人屠殺或溺死。漢文史料也記載到，由於元軍戰船“縛艦為城”，因而在“波如山”的颱風襲擊下“震撼擊撞，舟壞且盡。軍士號呼溺死海中如麻。”統率范文虎臨陣脫逃，“獨帆走高麗”。蒙古人第二次東征日本又以慘敗而告終。
兩次出師失利，並未使忽必烈放棄征服日本的計劃。公元1283年年初，忽必烈下令重建攻日大軍，建造船隻，搜集糧草，引起江南民眾的強烈反抗，迫使其暫緩造船事宜。公元1285年，再次下令大造戰船，後因部分大臣反對，忽必烈才不得不於1286年正月下詔罷征日本。此後，元朝雖然還有過征伐日本的議論和準備，但均未能實現。
表面上看，這兩次西征的失敗都是與日本人所敬仰的“神風”有關，而且，在古代文獻中確實能夠找到關於那兩場日本颱風的記載，然而研究人員並無法判斷出那場風暴的具體強度，以及風暴與蒙古艦隊的沉沒究竟有多大關係。隨著時間的推移，在科技的進步和各國學者的不斷研究努力下，近期發表在英國《新科學家》周刊的一項考古新發現指出：拙劣的造船工藝和船體設計是導致蒙古艦隊葬入魚腹的主要原因。
另外，美國德克薩斯州農業機械大學的考古學家蘭德爾·佐佐木對1981年從高島附近海底打撈上來的700多塊蒙古戰艦殘骸進行了仔細研究和分析。佐佐木表示：“很多蒙古戰艦龍骨上的鉚釘過於密集，甚至有時在同一個地方有五六個鉚釘。這說明，這些板材在造船時曾反覆使用，而且很多龍骨本身質量就很低劣。”
從當時另一個細節也可以推斷出，船隻質量的不過關。忽必烈由於想要迅速征戰，所以讓當時造船技術落後的高麗，在很短的時間內完成所要的船隻。在忽必烈強壓之下，這個任務要想完成實屬難事。結果，高麗人只得在匆忙間敷衍了事，這些艦船的質量也就可想而知了。