公元1287年，忽必烈任命脱欢为主帅，发动了第三次南征。这次，蒙古人将主力分为三个部分。脱欢万万没想到，此前的两次战争已让安南军队有了丰富的对蒙作战经验，所以这次他们再次放弃了首都升龙，坚壁清野，与蒙古人打起了持久战。

就在安南与中原边境的白藤江上，安南军提前在树林中砍伐了大量木桩，将木桩的一头削尖后插入江水。当蒙古军队故技重施，利用战船泅渡时，正赶上江水退潮，所以全部蒙古战船搁浅在白藤江中。

这时，陈朝人事先插好的木桩起到了作用，绝大多数蒙古战船撞上木桩被摧毁。看到蒙古人的战船多半被毁，安南士兵迅速杀出，给予蒙古人致命一击。在这场战争中，安南人几乎全歼了前来侵略的蒙古士兵，史称白藤江大捷。

时间已经过了近八百年，当我们以现代人的角度重新审量这场战争，便会发现蒙古人的失败实乃情理之中。从这三场战争爆发之前说起，蒙古人缺乏天时地利人和，这是不争的事实，连西方的史学家都发现了这一情况。

《多桑蒙古史》对这场战役的记载为：

蒙元首次入侵陈朝时，因为蒙古人无法适应西南地区燥热的环境，以至于士兵们“热不能堪”，几乎丧失了作战能力，所以不得不折戟而归；

第二次入侵陈朝时正值盛夏，虽然蒙古人调集了能够适应西南作战的兵种，但此时瘟疫流行，在战争爆发以前蒙古人就已死伤惨重；

第三次入侵安南时，蒙古人没有找到应对瘟疫的良方，再次遭到瘟疫的洗劫，以至于“军中将士多被疫不能进”。