兵分两路：一路以洪荼丘、忻都、金方庆为首，率蒙古、高丽、汉军四万人、舵工水手一万七千人，分乘战舰九百艘自高丽合浦出港;一路以阿剌罕、范文虎为首，率江南军十万人、战船三千五百艘，自宁波港出发，这批江南军队还受命携带农具、稻种，意图赴日屯田，以为长久之计。
两军约定于6月中旬在壹岐汇合，共同进攻博多太宰府。
2月20日，东路军诸将从大都出发，临行前，元世祖忽必烈特地对他们作了以下说明和要求：“始因彼国使来，故朝廷亦遣使往，彼遂留我使不还，故使卿辈为此行。朕闻汉人言，取人家国，欲得百姓土地，若尽杀百姓，徒得地何用。又有一事，朕实忧之，恐卿辈不和耳。假若彼国人至，与卿辈有所议，当同心协谋，如出一口答之。”
元世祖的告诫简而言之为两点：一、依照汉法，取人国家，不可滥杀无辜;二、众将要戮力同心。
日本方面也并非坐以待毙。在第一次蒙古来袭的战事中，幕府执权北条时宗痛感日军指挥散漫、战斗力低下，便三令五申整饬军律，进一步强化“异国警备番役”制度，北条时宗在公元1280年年底的一份幕府法令中警告说：“蒙古异贼等明年四月可袭来云近年守护御家人多以不和之间，无同心仪之由不顾天下大难，甚不忠也，御家人已下军兵者，随守护之命，可致防战之忠相互以背仰者，永可被处不忠之重科”
北条时宗屡次劝谕，他对将军们的要求与忽必烈如出一辙：希望各方面能够放弃内讧，精诚团结。
按照元军的既定作战计划，东路军于5月3日从高丽出发，顺风抵日，第一部作战目标仍然是攻取对马岛和壹岐岛。
东路军在日军干扰下完成登陆，以大炮首攻，骑兵冲锋，附以弓弩，日军败退，其将领少贰资时战死。5月21日，元军占领对马岛、壹岐岛。
元军二度来袭、日军临阵败退的消息很快传至京都，朝野上下再次陷入慌乱境地，一时间人心惶惶，京都官民疯狂储备粮食，以致无米可买。
日本后宇多天皇得到消息后在神宫整整祈祷七天七夜，龟山上皇则派人到伊势神宫许愿“愿意殉身以代国难”。
幕府执权北条时宗得知战况的时间稍晚
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