元宪宗三年(1253年)、元宪宗四年(1254年)和元宪宗九年(1259年)，刘秉忠随忽必烈两次征伐大理国和伐南宋。忽必烈采纳了刘秉忠的"赞(辅)以天地之好生，王者之神武不杀"之言，命大将裂帛为旗，在旗帜上写"止杀"二字，分头号令各军在攻入大理城后，不得妄杀。所以在此役中，蒙古军每克一城，都没有妄戮一人。征南宋时，所到之处，人民全活者不可胜计。
中统元年(126年)，忽必烈称帝，即元世祖。忽必烈采纳刘秉忠的建议，下诏建元纪年，设立中书省和宣抚司，朝廷旧臣、山林隐士都被录用。刘秉忠虽居于忽必烈左右，但仍着旧服，当时人称他为"聪书记"。
至元元年(1264年)，翰林学士承旨王鹗奏言:"刘秉忠早在陛下即位前，就参与军国大事，有劳有功。今陛下即位，万象更新，而刘秉忠仍着旧装，我等于心不安。应正其衣冠，给以厚爵。"忽必烈采纳，当天便下诏拜刘秉忠为光禄大夫、太保，参领中书省政事，又将翰林侍读学士窦默的女儿嫁给刘秉忠为妻，在奉先坊赐他宅第，"以少府宫籍监户给之"。
刘秉忠受命后以天下为己任，凡国家大小事务，都知无不言，言无不尽，深得忽必烈宠信。所推荐和提拔的人，后来大多成为名臣。
刘秉忠侍从忽必烈三十多年，不管是远征或两都巡幸，他都随行，受到特殊的信任。自从他进入大蒙古国忽必烈幕府后，常以布衣身份参与军政要务。忽必烈统治中原，需要大批汉族知识分子。为此，刘秉忠鼎力推荐了张文谦、张易、郭守敬、王恂、王文统、张耕、刘肃等"耆儒硕德，奇才异能之士"。忽必烈能"得中土心"，赢得汉族知识分子的拥护，与刘秉忠有极大关系。
刘秉忠学问功底深厚，自号藏春散人，是一位著名的学者、诗人和散曲家，每以吟咏自适。他的散曲多写景物，风格萧疏闲淡而隽永。他虽身居忽必烈身边，但始终保持了简朴淡然的生活习惯，终日素衣简居、粗茶淡饭。他以"臣山野鄙人，今无所用"的淡泊心境来对待忽必烈的赏赐，推辞不过，才将所赐的白金千两，都散发给了急需用钱的人。
通过刘秉忠提议，忽必烈下令迁都燕京。并改中统五年为至元元年。
就在忽必烈与弟弟阿里不哥内讧期间，居住在山东的总督李坛，获悉自己的计划在忽必烈身边起了一定作用，就好像掺进去的酵母在面团里面起了反应一样，不由地为成功攥紧了拳头。
机不可失时不再来。李坛一看机遇来到，便欲发动兵力谋反，企图来个内外夹击，一举打败忽必烈。
中统三年（1262年二月，李坛将已经勾手的地方武装以及南朝达成了统一战线，汉人一直口号是：驱除鞑虏，恢复汉治。由此，李坛认为条件已经成熟遂带头公开反叛，他把自己范围内的蒙古戍军悉数赶尽杀绝。李坛为了与南朝达成联盟并宣布以东海、涟水（今江苏涟水县、海州（今江苏连云港地区等地区献给了南朝。一开始，南朝将军李庭芝并没有理会这档子事。月底时，李庭芝探明三城守军已经撤走，便派人马前去接管。著名春秋时代兵法家孙子云：不战而屈人之兵，善之善者也。南朝收回失地，国内上下一片欢腾。即便如此，李庭芝头脑是清醒的，他致书丞相贾似道，直言李坛是左右摇摆不定的小人，千万不要相信。故此，李坛对南朝示好，南朝大部分官员也不相信他，所以对他的支持力度并不大。宋理宗赵昀却倾向出兵，有朝臣从中附和。于是三月初便派遣将军夏贵领兵北上，在灵璧、符离、蕲县一线向蒙古兵发动攻击。
蒙古踏入中原，始自成吉思汗，后经窝阔台、贵由、蒙哥等大汗不断开疆扩土，相继灭掉了金国、大理以及多位山大王。战争期间，当地老百姓面临兵燹战害，致使血流漂橹白骨堆成山。对于异族入侵，汉人们纷纷揭竿而起，为了保家护园，他们义无反顾踏上了反侵略队伍中来。有力出力，有钱出钱。可是，蒙元铁蹄铮铮，对于反抗者一律格杀勿论。铁腕统治，让老百姓处于水深火热之中，一谈到蒙元入侵，不禁胆寒心惊面目失色。
到了忽必烈时代，蒙元对汉人青睐有加，体恤民情。不仅如此，忽必烈重用了不少肱骨之臣。类似地方武装比较浩荡的有史天泽、张柔、董文炳以及李坛等这些世侯。对于他们归附，忽必烈更是关爱有加，问暖嘘寒。忽必烈不愧是草原雄鹰，他目光敏锐，胸怀大略。光在河朔地区，刘秉中、郝经、姚枢等重要谋臣，悉数进入觳中。其中，忽必烈爱人察必也功不可没，察必是一个豁达的蒙古女人，不仅相貌出众，其才华更是卓尔不群。她多次警告自己：一定要协助忽必烈，全力推广儒学文化，要让忽必烈在成就伟业道路上，攻心为上，攻城为下，实行暖心工程，实现远大抱负！
李坛认为忽必烈因为家庭成员争夺汗位以致陷入持久战的泥沼中，可他没有料到，蒙元的胜利者竟是忽必烈，继承大汗皇位，是为元世祖。更让李坛万万没有料到，他联络的所谓朋友不仅不帮他，还不时与他作对为难于他。更有甚者，还协助蒙古军队与他作战，这着实让他头疼不已。
李坛发动叛乱之时，忽必烈并没有当回事，觉得一个山东怎么也不会成为大气候。于是，忽必烈召集谋臣商议，要他们预测叛臣李坛行动的方向。
谋士姚枢分析道：李坛举事之后，有三种战略可供选择：首先，上策便是乘大军北征阿里不哥之际，“濒海捣燕，闭关居庸”；其次，中策便是与南宋联合，“负固持久，数扰边”，使皇帝疲于奔救；第三种便是下策，“出兵济南，待山东诸侯应援”。如果是那样，李坛就“成擒耳”。
忽必烈追问对待李坛应该采取哪一种策略？姚枢说道：“出下策为是。”
事态的发展，果真被姚枢应验了。
李坛以涟、海等地区呈献给南宋，其实并不是李坛的本心，他的真实目的，只是想“挟敌国以要挟朝廷”；李坛目的只有一个，那就是想在蒙元、南朝之间建成一个独立王国，他要做一个土皇帝。
就在忽必烈与弟弟阿里不哥争夺汗位期间，华北地区的汉人世侯乘机起来反对蒙古鞑子统治。因此，李坛事前曾与地方不少世侯包括严忠范、张荣以及严实子等暗中联系。
同年二月下旬，就在李坛志满意得，坐镇山东济南指挥作战，他想在这里等待与他联系过的世侯响应他的叛乱，共同抵御蒙古鞑子的进犯。
南朝军队北上抗蒙并非忽必烈最担忧的事情，他的布局是汉地局势。最近，他得到密报，说汉地有人在悄悄行动，已与李坛达成联盟共同对抗蒙古入侵。忽必烈刚刚打败阿里不哥，想要休整一番喘口气。没承想南朝与李坛等汉人地方武装给他来这么一套，却是咽不下这口气。他一边命令驻守大名是合必赤立即出兵山东，一边征调史天泽、董文炳、张柔父子等汉人军团取道南下。
将军张弘范领命防守济南西部，父亲张柔对他谆谆教诲道：“围攻对方的城池，千万不要回避险要的地势，只要你不产生懈怠之心，士兵们会拚命跟你作战，敌方主事者顾不到险地的重要性，一旦遭到进犯，必定会发兵救援，那时候，就可以建立功勋，希望你好好警醒自己，勉励自己。”张弘范愉快地接纳了父亲的建议。一日，李坛率兵出击却没有进攻张弘范的领地，张弘范对部下说：“我军的兵营位置险要，因而李坛对我故意示弱，他心中一定想着出奇兵袭击我们，”于是，张弘范命人修筑长垒，并在垒下埋伏全副武装的士兵，另外，还挖掘战壕并且打开东门准备迎战。晚上，张弘范更命士兵摸黑深挖战壕，使壕沟又宽又深。但是，李坛却不知道。第二天，李坛果然命令士兵搭建浮桥进攻。然而，浮桥尚未及岸，李坛士兵便陷入壕沟，少数侥幸上岸的士兵，也被严阵以待蒙古兵打了个措手不及。
蒙古年轻骁将阿剌罕遇到了数倍于己的李坛军，阿剌罕有股子初生牛犊不怕虎的革命精神，迅即发动进攻。李坛军力竭不敌退回济南城内。几天过后，蒙古大将军合必赤引大军抵达济南城下，李坛披坚执锐率兵迎战，双方在济水古道旁展开阵势。合必赤以阿剌罕为左翼，以阿术为右翼，分兵出击。李坛面对蒙古肆意挑衅，早已怒火中烧。他倾巢出动不惜一战，麾下有海州、涟水二军之精锐部队。双方一交战，厮杀从太阳升起到落下，场面极为惨烈，互有大量伤亡。最后阿术的右翼取得进展，李坛再次败下阵来，逃回济南城。