正当南宋和金处于人口峰值时，成吉思汗在漠北建立蒙古国，紧接着不断发动对外战争。1227年（成吉思汗二十二年）灭西夏，1234年灭金，1276年（至元十三年）灭南宋，从而统一了中国。蒙古军在作战地区往往进行残酷的杀掠，甚至长期以来实行“凡敌人拒命，矢石一发，则杀无赦”的野蛮制度，直到1233年攻占汴京（今河南开封市）之前某些将领才改变了这一作法。
此外，蒙古军在中原的作战行动长达二三十年，攻打南宋四川的作战时间更长达半个世纪，长期的杀掠，与之相伴的瘟疫、饥饿，导致人口的严重损失，北方的损失极为惨重。1234年蒙古灭金以后，北方地区的人口降至谷底。至1236年完成的籍户，共得110万余户这一全国户口总数。
这一数字，仅是金代鼎盛时期的泰和七年(1207年)户数的13%，下降幅度之大，在中国人口史上亦属罕见。南宋境内的人口损失主要发生在四川，四川在元统一以后的1290年（至元二十七年）的户数大约只及南宋嘉定十六年(1223年)的4%，即使加上可能未登记的户口，大约只占南宋同一地域的15%～19%。至元二十七年全国大约有1500万户、7500万人左右。此时离金亡已有56年，离南宋亡也有14年，而且元已将大理国纳入自己的版图，但人口数仍只有13世纪初宋、金、西夏三国合计数的一半稍多。
元朝的重新统一为新的人口增长创造了较好的和平环境，1330年（至正初）的元末，全国约有1700万户、8500万人以上，接近元代人口的峰值。此后不久发生大规模的农民起义，继而演变成各派军事力量争夺天下的长期战争，人口再次锐减，至1370年（明洪武三年）达到元明之际的人口谷底。该年全国约有6000万人左右，比元至顺元年减少2500万人，下降幅度为29%。
