武卫军在忽必烈的指挥下，参与昔木土脑儿决战，击溃了阿里不哥主力。之后，忽必烈又组织远征军，北上攻克和林，其中的骨干就是一万武卫军。1264年，内战获胜的忽必烈发布《至元改元诏》，正式定“大元”为国号，改年号为“至元”。武卫军也随之正规化，确立了左、中、右三卫的编制。
至元十六年（1279年），忽必烈继续扩编三卫汉军，增加前后两卫，每卫规模都超过万人，设立都指挥使、副都指挥使等职务，进行管理。
早期，五卫汉军主要承担扈从皇帝行幸、宫禁宿卫等职责。元朝和蒙古人的战争逐渐消停之后，其职能逐步扩展。除了守卫大都、保护帝国核心的本职工作，还开始执行屯田、工役造作等任务。他们在京畿地区拥有专属屯田区，还参与大都城墙修筑、河道疏浚等工程。
到了元朝后期，朝廷虽然表面上打击老牌汉世侯，不再重视河北人为核心的传统汉军部队，但中央汉军的主力地位却没有被取代，反而继续扩编，增加了武卫、左卫率府、右卫率府三卫，也就是最后的“八卫汉军”。
元末时期，八卫汉军依然是朝廷能动用的经制兵主力。元顺帝至正年间，黄河又发生水患，大臣贾鲁坚持上书，说一定要治理黄河。在丞相脱脱的支持下，贾鲁亲自前往水灾地区，往来行程数千里，考察各地情况，最后制定了施工方略。
除了当地征召的民夫，元廷也派遣八卫汉军，给贾鲁充当骨干。在他们的努力下，至正十一年四月，治河工程开工；至七月，开凿、疏通河道280多里，完成疏浚工程；八月放水入故道，九月舟辑通行，并开始堵口；十一月，土木工完毕，各种堵堤全部完工。整个工程合计190天，便成功堵住了白茅堤决口，使黄河复归故道。
黄河治水完成之后，元廷又派贾鲁率领治水兵团，前去参加镇压红巾军的战斗。原来就在至正十一年同年，趁着贾鲁治河之机，韩山童、刘福通于颍州举义。到年底河工完成，已经遍地都是义军了。
元廷的反应也很快，派枢密院同知赫厮、秃赤，率领六千阿速军，攻打刘福通部。然而，两都之战中表现出色、一直被元廷倚重的阿速军，面对真正有战意的敌人，根本没有什么作用。赫厮等人天天喝酒，手下士兵则只知道四处劫掠。等交战的时候，发现红巾军数量超过预期，赫厮当场吓破了胆，扬鞭大呼“阿卜！阿卜！”，就是“快走”的意思，然后带头逃跑。整支元军都没有交战，就直接溃散了。
阿速卫莫名其妙地溃败之
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