Хубилай родился в 1215 году, его отцом был четвертый по старшинству сын Чингисхана Толуй. Матерью Хубилая была кереитская принцесса Сорхахтани-беки, которая исповедовала несторианское христианство. Она была известна своим умом и мудростью, и оказала огромное влияние на своих сыновей, воспитав их в духе высокой образованности и прагматизма. Хубилай был не единственным сыном Толуя и Сорхахтани-беки. Его братьями были Мунке, Хулагу и Ариг-Буга.
Свой путь военачальника Хубилай начал в армии своего брата Мункэ, который стал великим ханом в 1251 году.
Мункэ поручил Хубилаю управление всеми завоёванными территориями Северного Китая. В 1252 году он вместе с военачальником Уриангадаем начал военную кампанию против империи Сун в Южном Китае. В 1253 году Хубилай захватил Далийское царство в провинции Юньнань, что позволило монголам взять в кольцо империю Сун.
По возвращении в Северный Китай Хубилай основал город Кайпин, который стал его летней резиденцией, известной как Шанду (или Занаду). В конце 1258 года монголы возобновили наступление на империю Сун, и Хубилай с двумя армиями был направлен к реке Янцзы. В 1259 году, во время осады города Учан, он получил известие о смерти Мункэ. Это событие вынудило его заключить перемирие и спешно вернуться в Каракорум для участия в борьбе за власть.
Смерть Мункэ привела к междоусобной борьбе между Хубилаем и его братом Ариг-Бугой. Курултай в Кайпине провозгласил Хубилая великим ханом, но Ариг-Буга, заручившись поддержкой консервативной части монгольской знати, оспорил это решение. Гражданская война продолжалась с 1260 по 1264 год. В ходе этого конфликта Хубилай в 1260 году перенес столицу Монгольской империи из Каракорума в Даду (современный Пекин). Стратегия Хубилая в гражданской войне заключалась в том, чтобы отрезать Ариг-Бугу от источников продовольствия в земледельческих регионах. К 1262 году союзники Хубилая, в том числе Кадан, одержали победы в ключевых регионах, и Ариг-Буга остался с одной земледельческой областью, а именно долиной Енисея. Окончательно проиграв, Ариг-Буга сдался 21 августа 1264 года. Хубилай, несмотря на первоначальную снисходительность к брату, вынужден был казнить десять его сторонников, чтобы успокоить своих соратников, а сам Ариг-Буга умер в неволе в 1266 году.
После победы в гражданской войне Хубилай смог вернуться к своей главной цели по завоеванию Южного Китая. В 1261 году он начал проводить политику умиротворения китайского населения, освобождая захваченных купцов и награждая перебежчиков из армии Сун. Военная кампания началась с длительной осады крепости Сянъян, которая началась в 1267 году. После её падения в 1273 году главнокомандующим был назначен Баян, который в 1276 году захватил столицу Сунской империи Ханчжоу. Однако сопротивление продолжалось до 1279 года, когда в Ямыньской морской битве был разгромлен флот Сун и погиб последний император династии Чжао Бин.
В 1271 году Хубилай, стремясь легитимировать свою власть в Китае, принял девиз правления Юань («Начало») и основал Империю Юань. Он подчинил Бирму, Камбоджу и Корею, но его походы во Вьетнам и дважды в Японию в 1274 и 1281 годах потерпели сокрушительное поражение, положив конец мифу о непобедимости монголов.
Во внутреннем управлении Хубилай проявил мудрость и веротерпимость. В 1291 году он разделил империю на 12 провинций. Он покровительствовал буддизму, но также позволял служить при дворе мусульманам и христианам, таким как венецианский путешественник Марко Поло.
Тем не менее, в 1279-1280 годах он издал указы о смертной казни за забой скота по исламским и иудейским традициям (халяль и кашрут) и запретил обрезание, так как эти обычаи противоречили монгольским традициям. Хубилай не забывал своего происхождения и ввёл монгольский язык в делопроизводство, поручив учёному Пагба-ламе создать квадратное письмо.
Последние годы жизни Хубилая были омрачены личными трагедиями. Ранняя смерть его любимой жены Чаби в 1281 году и наследника Чинкима в 1286 году сильно подорвала его здоровье. Он пристрастился к алкоголю и чревоугодию, что привело к подагре и другим недугам. Хубилай скончался 18 февраля 1294 года в Ханбалыке (Пекин) в возрасте 78 лет.
