与日军激战一天后，至20日傍晚，元军已相继占领博多湾箱崎等地，并全线追击溃退的日本军队。就在这时，由于副帅刘复亨在追击中中箭受伤，攻势减弱，而且天色已晚，元军便停止了进攻。日本军队这才摆脱了元军的追击，迅速退往大宰府水城。

20日晚，在商讨第二天的军事行动时，元军将帅产生了分歧，有人对日本武士的勇猛战斗颇有惧意，元军虽然取得了这次战斗的胜利，但死伤不少，兵疲矢尽，企图退军。有人则认为战争形势对元军比较有利，只要坚持苦战，便能攻克大宰府。最后，元帅忻都决定第二天全军班师回国。俗话说，天有不测风云，就在忻都做出班师回国的决定没多久，博多湾出现了罕见的狂风暴雨。黑云压顶，人心不安，加上不熟悉地形，元军兵船一片混乱，不是互相碰撞而翻，就是被大浪打沉；四周漆黑一片，落海的元军无法相救，损失惨重。21日一早，日军得知元军撤退，博多海面已无元军船只，日本朝野对突如其来的台风赶走元军十分惊喜，在全国范围内展开了大规模拜神活动，称为“神风”。日本史书则称之为“文永之役”。

忻都回国后，巧妙地掩饰了遭风败退的事情，谎报战绩，让忽必烈误以为日本已经受到了应有的惩罚，必将立刻与元朝通好。因此，大赏征日有功将士，同时决定派出礼部侍郎杜世忠、兵部郎中何文著等人携国书出使日本。

杜世忠一行人来到长门室津（今本州西南沿海山口县），希望能经过此处关卡到达京都或镰仓，但没料到当地守护却将杜世忠等人押送大宰府，然后上报幕府。北条时宗得知消息后，立刻命当地守护将元使送至镰仓。北条时宗见到杜世忠一干人后，既没有接受国书，也丝毫没有考虑其他后果，下令将杜世忠等30多人斩首于镰仓龙口。忽必烈派去的第二批使者也遭到同样的噩运。

1281年春天，也就是在征服南宋三年之后，忽必烈发动了第二次征日。由忻都、洪茶丘和金方庆统帅4万人为东路军，由范文虎统帅10万人为南路军，分别由高丽和宁波两地出发。这年6月，东路军兵船出现在博多湾海面，然而，忻都等将领看到的是沿海滩头筑有石坝的博多湾，在此处实施登陆困难很大，忻都派出小股部队，经过一番侦察，这才知道志贺岛和能古岛防御薄弱，未筑石坝，于是命令兵船靠近志贺岛下锚。因为这个原因，元军在无意间为日本军队防御赢得了整整一天的时间，而原本突袭博多湾的计划也变成了正面强攻。