此后七年中，朱元璋敛兵自守，不再轻易北征，而元朝势力却屡有南侵，元主爱猷识理达腊任国政以扩廓帖木儿，图谋恢复，数为边患。洪武六年寇武、朔州（今句注山北）及宁夏河州（今甘肃临夏）等地。七年寇白登（今大同东）、兰州；八年寇兰东；九年以后，连年骚扰陕北，又西连吐番为边地之患。十一年，爱猷识理达腊死，其子脱古斯帖木儿继位，为患仍然不已。面对这种局势，明朝加紧练兵，严守边关，并送还洪武六年在应昌被李文忠所俘获的爱猷识理达腊之子买的里八腊，始北元降人以官爵卫士赏赐，加以拢络。这时明与北元之间差不多是相持的态势，北元虽南下为患，但无法造成对明的重大威胁，明师虽偶有出击，但也难于给北元造成致命的打击。
这就是朱棣就国时的北方边境的形势。
大概是朱元璋认为朱棣不够成熟吧，并没有让他立刻参加直接的军事行动。就在他就藩的这一年和第二年，朱元璋又发动了两次北征。第一次洪武十三年二月，朱元璋得知北元国公脱火赤、枢密知院爱足率众万余屯兵和林，恐为边患，便派西平侯沐英前往征讨，沐英至灵州（今宁夏灵武），侦知脱火赤等已进兵亦集乃，便率兵渡黄河，经贺兰山，穿过沙漠，西进亦集乃，明军兵分四路合围脱火赤营帐，尽俘其部曲以归。沐英又练兵西凉、进袭元柳城王，俘获柳城王及人口一千三百余，马匹三千余。十四年正月，元平章乃儿不花入寇永平（河北卢龙），朱元璋再命徐达及左右副将汤和、傅友德北征，同时命沐英出古北口以为应援。明军出塞，袭灰山，明军再北上，元军北遁，傅友德追击，俘获平章别里不花、太史文通等，沐英出古北口，略公主山长塞，尽获全宁四部而还。从这以后，明军每年春出冬归，对北元采取了以攻为守的策略。
其后，洪武二十年正月，朱元璋命宋国公冯胜为大将军，颍国公傅友德、永昌侯蓝玉为左右副将军率师二十万征北元纳哈出。纳哈出据有辽河流域，拥有部众十余万，是北元最后的重要军事力量之一。在明军的强大压力下，纳哈出被迫投降。北元失去了辽东，与朝鲜的联系也被割断，力量更加衰弱。洪武二十一年，朱元璋以永昌侯蓝玉为大将军，延平侯唐胜宗、武定侯郭英为左右副将军，率兵十五万“肃清沙漠”。明军至捕鱼儿海，袭元主脱古思帖木儿大营，杀其太尉蛮子，降其众，脱古斯帖木儿等仅以数十骑遁走。明军获其子地保奴等六十四人，故太子必里秃妃等五十九人，吴王朵儿只等两千九百九十四人。车士男女七万七千三十七口，得宝玺图书金印及驼马牛羊车辆无数。明军大胜而还。次年，脱古斯帖木儿被也速帖木儿所杀，坤帖木儿被立为元主，从此元室“部属奔散，元裔日微”，不能复振。
朱棣正式登上军事舞台一显身手，是在洪武二十三年。朱元璋为肃清沙漠，准备再次进行北征。为此他做了充分的准备。
洪武二十二年九月二十六，他命令河南都指挥使司和直隶各卫所加紧训练军士，以待征讨之令，并赏给每个军士钞三锭。十二月初十，又命令定远侯王弼往山西、雄武侯周武往河南、全宁侯孙恪往陕西，分别训练兵马，随时听征漠北；遣使命辽东都指挥使胡旻、朱胜训练精锐马步官军各一万人随时听候调遣。二十二日，他又派仪礼司丞古里哥、舍人火儿忽答孙等到塞外寻访他要打击的主要对象——故元丞相咬住、太尉乃儿不花等人的踪迹。为了保证远征有充足的马匹，在二十三年正月又下令制作一批文绮衣衾往漠北交换马匹。
在一切准备就绪后，朱元璋就下达了北征的命令。
这次北征的统帅是燕王朱棣和晋王朱。他们分别统帅北平和山西的兵马。颍国公傅友德被任命为征虏前将军，南雄侯赵庸被任命为左副将军，怀远侯曹兴被任命为右副将军，定远侯王弼为左参将，全宁侯孙恪为右参将，诸将军除王弼已在山西，听晋王节制外，其余均处北平训练军马听燕王节制。接着朱元璋又命令长兴侯耿炳文往陕西训练军马，并派使敕令孙恪率耿炳文所操练的兵马随傅友德北征，又遣使命齐王朱榑率领山东都司兖州护卫及徐邳二卫精锐马步军士随征，也听燕王节制。在晋王麾下，又令河南都指挥使司、中都留守司选拔军士六千二百人，马四千四百七十匹从雄武侯周武北征，前往山西。
当时地处北方重镇的亲王惟秦、晋、燕三王年龄最长，从这北征的部署看，燕王无疑处于最重要的地位。不仅燕王所节制的兵马众多，而且从敌对双方的地理位置上看，燕王也是首当其冲的。晋王处于侧面，而年最长的秦王竟然无预其事。如果现在史籍所留给我们的这种记载不是经过史官有意删削的话，那么可以看出朱元璋对朱棣充分信任和倚重。
但是军队并没有马上出发，在大军出发前，朱元璋先派遣都御史铁古思帖木儿给征讨对象，故元丞相咬住、太尉乃儿不花、知院阿鲁帖木儿等送去一道敕书。书中写道：
前岁脱古思帖木儿北行，闻至岭北，祸生不测。和林以南，消息不知，以此尝遣使入沙漠寻访。近闻尔等所在，再造都御史铁古思帖木儿往谕汝等。元朝气运已终，汝等领散亡之众在草野无所归，度日甚艰，然不敢南来者，意必谓尝犯边境，故心中疑惑。且如纳喊（哈）出，在辽东前后杀掠守御官军二万余人，及后来降，封以侯爵，大小将校，悉加官赏。朕何尝以为仇也！但边境宁静，百姓安乐，即是好事。已令和尚国公、干因帖木儿平章晓以朕意，想知之。汝等勿疑，领众而来，必择善地使汝安居，各遂生息，岂不美乎？若犹豫不决，坐事失机，大军一至，恐非汝之利也。丞相忽客赤，怯薛官人阿怜帖木儿、太尉朵劣不花、国公孛兰奚、司徒把秃，平章卜颜帖木儿、贵力赤，知院脱欢答里牙赤、八山葩剌八十、卜颜帖木儿、哈刺兀失贵、刀札刺儿台、捏兀台、干罗不不花等悉令知朕此意。
这就叫做先礼后兵吧。不过，这道敕谕是朱元璋对故元势力怀柔拢络措施的一部分。朱元璋在对故元势力的斗争中不纯用武力，总是恩威并济、文武兼施的。而且其怀柔政策，也颇有成效。在这准备北征的同时，就有故元平章把都帖木儿、知院笼秃儿灰、纳纳罕等遣部将哈散赤汝祝儿灰至西凉请求归降，朱元璋恐其道远，跋涉艰苦，赴京不便，就令其于水草便利之地居住。在明朝的军政队伍中有不少鞑官鞑军，除敕谕中所说的元将纳哈出被封为侯爵外，许许多多鞑官也都受到优待。比如也是在这同时，朱元璋赐给大宁卫指挥使沙不丁、天策卫指挥使迭里帖木儿世袭诰命，并赐给禄米、宅第，以使其在京居住。沙不丁是元枢院知院，迭里帖木儿是元大师哈喇章的侄子，他们都是在明朝的怀柔政策的感召下自泺（滦？）河归降的。
在出师以前，朱元璋还是放心不下，他派人给晋燕二王一道敕谕，向他们介绍讲述从降敌口中得到的情况。敕文中说：
询及来胡，言残胡甚少，骑者才五千人，共家属一万口，马称之，有急则七人皆一骑。趁水草长行，大军负载且重，追袭甚劳。今降将尝与彼共仕大官，已使在彼。而晃忽儿又能辞说，由是其众二心，欲南向者众，北向者少。且将粮饷运至上都，及口温，集于各程，然后再候人来，知其所在一举而中矣。”
朱元璋不仅从降人口中了解了敌人的情况，而且又将降人派回作为说客，以瓦解敌心。最后还为燕王作了先运送军粮，等得到情报后再行出师的部署，可谓慎之又慎了。
三月初二日，燕王朱棣率领大军从北平出发，征虏前将军颍国公傅友德、左副将军南雄侯赵庸、右副将军怀远侯曹兴各率自己的部属从征。大军迤逦向北进发，矛戈如林、旌旗蔽日，在干燥的黄土路上扬起滚滚尘埃。越往北地势越高，而且渐入丛山。大军经顺义、密云出古北口，直指塞外。古北口在北平正北偏东，是通往塞外的重要关口、历来的用兵之地。辽太祖夺取山南，先下古北口；金灭辽，夺取燕京，也在古北口发生激战。元泰定帝死后，大臣燕帖木儿拥主元文宗，撒敦与上都兵的争战同样都从古北口出入。它地处居庸关、山海关之间，与喜峰口并峙，俨然一雄关要隘。古北口在密云县境内，其城在山上，周四里三百一十步，三门，城北门外有北宋著名将领杨业祠。洪武十一年在这里设立了守御千户所，驻扎了军队。朱棣率大军穿行在古北口的万山丛中，朔风煦日，古道雄关，怎能不激起他的英雄情怀。多少忠臣烈士曾在这里抛洒热血，多少英雄骁将曾在这里抖擞雄姿。而今，这位年轻的亲王也从这条道路踏上了他威武雄壮的征程。
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