由于忽必烈的封地在中国，他成为蒙古大汗后，统治中心也就自然地移到了中原地区。因此在他的统治中就必须依靠他的统治区域内人口占多数的汉人。也正是这样，他用汉法，兴儒学，笼络儒士。但毫无疑问，忽必烈从来就没有完全信任过他的汉人幕僚。在他的周围，掌握实际权力的仍然是蒙古人与蒙古人所说的色目人。
在忽必烈称汗不久，正当他与自己的亲弟弟阿里不哥打得不可开交的时候，他部下的一名汉族将领——李璮，发动了叛变。这场叛乱直接影响了忽必烈对汉族幕僚的态度，并更深远地影响到了蒙古人在华夏大地上近百年的统治策略。
李璮是金朝末年，趁蒙古人入侵金国时造反，割据在山东的地方势力，红袄军首领李全的养子。李全生长在金人的统治地区，也不是一个知识分子，他的红袄军很有点占山为王的土匪性质，所以很难说这样一个粗人会对汉族文化或对宋朝有什么很深的感情。李全不过是金朝末年在中原地区趁乱起兵的众多豪强地主中的一员而已，因此他的处世之道就十分功利，反复无常也就在情理之中了。从李全的履历上也可以看出这一点，他先是在山东反金，蒙古人大军压境的时候他投靠了蒙古人。李全对蒙古人的臣服并不可靠，只是在乱世中要取得生存发展的机会，就需要一个强大的后盾而已。
当忽必烈正与阿里不哥相持不下时，中统三年（1262）二月，山东爆发了军阀（当时称为世侯）李璮的武装叛乱。
蒙古人入侵中原时，把投靠他们且拥有重兵的豪强地主们封为世侯，所以李全的职位是世袭的。但李全没有亲生儿子，养子李璮便承袭父职，成为统治益都行省的一股军阀势力。1260年，忽必烈即位后，加封他为江淮大都督，使他的身份更为显赫了。李璮虽然和李全没有血缘关系，可他却和李全一样野心勃勃，具有叛逆“血统”。忽必烈北征阿里不哥时，拨给了李璮大批的军用物资，要求他出兵助战。然而李璮却借口防御南宋，拒不出兵。在李璮的心里有一个愚蠢的念头，认为忽必烈无力两线作战，他用了相当长的时间准备叛乱，跟忽必烈很多位高权重的汉族幕僚都取得了联系。当时他的岳父王文统，任中书平章政事，事后证明他是知道李璮要发动叛变的。但这些汉族幕僚的态度十分暧昧，既没有说明要参加，也没有出面阻止的实际举动。这更使得李璮错误地认为只要自己一起兵，就会一呼百应。为了使自己起兵后取得更多人的支持，他还派人与南宋进行了联系，承诺献出自己在苏北沿海的三座城池，以表诚意。不过还没有等到南宋政府的答复，李璮就已经起兵了。
1262年2 月22日，李璮在自己的封地山东益都，正式发动叛乱。忽必烈此时正在蒙古南部的草原指挥军队攻打阿里不哥。叛乱一开始，忽必烈请重臣姚枢分析目前的形势。姚枢对忽必烈说：“假如李璮趁我军现在与阿里不哥交战的机会，率部沿海岸直捣中都，封锁居庸关，将我军阻拦在关外，使我军前后受敌，补给中断，以致人心惶惶，这是他的上策；而如果他先联合南宋，坚守山东，再出兵不断骚扰我方边境，使我军疲于奔命，这是中策；要是他出兵济南，想等待山东各地汉族世侯响应支援的话，那必然无人追随，最后作茧自缚而已，这是下策。”忽必烈听后忧郁地问：“那李璮会选择哪一种方法呢？”姚枢回答：“下策。”
为什么姚枢可以肯定地回答李璮会出“下策”呢？其实姚枢所说的上、中、下三策，是从忽必烈利益得失的角度说的。要是从李璮的角度进行分析的话，就很容易理解李璮为什么要“作茧自缚”了。出上策确实会给忽必烈以致命的打击，但同时李璮也会远离自己的根据地，陷入四面楚歌的境地，最终的结果很有可能是忽必烈先被阿里不哥击败；而不久以后，李璮或者也被阿里不哥消灭，或者被其他世侯从后面包抄。总之无论是哪一种结果李璮都只在为他人做嫁衣而已。中策对李璮来说是最保险的，就算失败了也可以退到南宋境内，可惜他的性子太急，还没有等到南宋的答复就起兵了，这一条也就根本不可能实行了。尽管后来南宋派出了由夏贵率领的军队北上，但双方没有达成默契，效果也就不大。很快南宋的军队被击溃，只留下李璮独自去面对元军了。这样看来，出兵山东就成为李璮的必然选择。所以说李璮只能算是个枭雄，而不是一位出色的军事家。
李璮叛乱后很快就占领了济南。他在济南坐等北方汉族武装出兵支援，但很快就失望了。没多久，北方汉族武装就来了，但却是奉忽必烈的命令，来平定叛乱的。同年五月，史天泽等率蒙军将济南团团围住，李璮成了瓮中之鳖。很快城中弹尽粮绝，最后士兵竟靠吃死人肉维持。济南叛军纷纷从城墙上爬下逃命。七月城破，李璮想投大明湖自尽，水浅没死成，被俘后，被史天泽斩杀。
李璮之乱后，忽必烈发现了李璮与王文统的往来信件，于是处死了王文统。尽管这次叛乱只持续了五个月，却影响了元代近百年的统治，直接结果就是元朝民族歧视政策的形成。
元朝的民族歧视，也可以说是民族分化政策，其实并非开始于元朝。金人统治时期，统治者就规定了女真、渤海、契丹、汉人四种人的顺序。到了元朝，蒙古人则把这种政策进一步完善扩大。元朝根据不同的民族和被征服的先后，把全国各族人民分为蒙古、色目、汉人、南人四等。而元朝这一制度正式形成的时间，就在忽必烈统治后期。
点评
不断征服的蒙古人在忽必烈统治时期停鞭勒马，止住了扩张的铁蹄。为什么不再继续他们征服世界的梦想了呢？是不愿，还是不能呢？答案是后者。
在忽必烈称汗前后，蒙古人的军队先后在西方的埃及与东方的日本被击败了。造成失败的原因并非来自外部的压力，而是缘于内部的力量不足。这种不足，具体表现为帝国的分裂与帝国自身体制的不够完善。
对于帝国的分裂，这里就不再多说。忽必烈的大汗身份虽然被各大汗国认可，但他却没有实际的领导权。实际上各大汗国的各种行为已经不是忽必烈所能控制的了。因此蒙古也就不可能再云集在一面旗帜下，集中力量去征服任何地方了。而当蒙古人本身落后的政治体制遇到比他们先进的政治体制时，就显得脆弱无比。这一点在忽必烈远征日本的战役中可以很明显地看到。蒙古人在这次战役中，组织得极为混乱。来自不同地区的将领们矛盾不断，不能协调作战，最终导致失败。尤其是在第二次东征过程中，作为进攻主力的南军迟迟不到战场，这种贻误战机的举动和蒙古人对他们的不信任，与他们自身的反抗意识是分不开的。总之，当忽必烈坐在一个拥有高度文明的地区进行统治时，他不能将这里的人们团结起来。尽管，这时的蒙古帝国依旧拥有强大的潜在力量，但蒙古人却无法发挥出来。
因此，蒙古帝国，这台巨大的战争机器停止运行，也就是必然的了。
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李璮之乱后忽必烈对统治秩序的调整
李璮事件的发生使忽必烈意识到，掌握中原兵民大权的大小世侯，无疑是自己有效巩固和强化自身统治的最大障碍。为除后患，忽必烈以“惩青徐之乱”为由，采取了一系列削弱世侯势力的措施。
首先，忽必烈实行兵民分治制度。为避免地方势力称雄，1262年，忽必烈下诏，使诸路军民总管，正式转变为只有民政权的官职，不再拥有兵权。如真定史家、保定张家，都一度被削去军权，只保留文职。夺取各地诸侯兵权后，1264年12月，忽必烈进一步废除了一些地区的世侯制度。而对一家有数人居于要职的汉地世侯，他规定兵权与民政权不可集中在同一家族。诸侯有带兵的，他的子弟就不再掌管兵事。在这一制度下，大世侯史天泽的子侄中有十七人在同一天被解除兵符。最后，1266年5月，忽必烈立枢密院，以皇子真金兼判枢密事，统一调度侍卫亲军和各地的蒙古、汉军万户。这样军权就完全集中控制在了元朝政府的手中。
这些措施的实施，有效地消除了汉地世侯的割据势力，同时也使得元朝政府的行政和军事两大系统中的各主要环节得以互相衔接、整合为一体。
