十世纪初，新罗王朝衰微，朝鲜半岛又分裂为三国。918年，后高句丽将领王建推翻其王自立，建国号高丽，定都松岳（开城），先后并、灭新罗和后百济，完成统一。王氏高丽典章制度皆仿唐朝，与宋、辽、金朝都有频繁交往。到第23代高丽王王皞（高宗，1213—1259年在位）时，蒙古兴起于中国北方。
1216年，东京（辽阳）一带的反蒙契丹贵族金山等率部窜入高丽，攻城夺地，四处寇掠。1218年，成吉思汗以追剿契丹叛人为名遣哈真、札剌率军进入高丽。王皞命其枢密院使赵冲等领兵与蒙古军共灭契丹寇，遂与蒙古相约“两国永为兄弟”，每年遣使通贡。但此后蒙古统治者连年遣使到高丽索取贡物，诛求无厌。如1221年使者著古与奉皇太弟斡赤斤命至高丽，索贡獭皮一万领，细绸三千匹，细苎二千匹，绵一万斤，墨一千只，笔百管，纸十万张，以及其他诸物。蒙古使者骄横贪婪，任意要索“撒花”，激起高丽人的愤怒。1225年，著古与在索贡归国途中被人杀死，两国关系随之断绝。
1231年，窝阔台命撒礼塔统兵侵入高丽，其麟州都领洪福源降，导蒙古军攻陷此境四十余城，进围王京。蒙古使者持诏入城，诘责高丽杀使之事，令其投降；又索取“好金银、好珠子”及其他大量贡物，并命送王公大臣之子女来献。王皞遣弟侹至蒙古帅营请降，以大量金、银、衣、马、器皿为献，撒礼塔许之，乃置京府州县达鲁花赤72人于其境，1232年初，班师还。二月，蒙使都旦（契丹人）至王京，声称来“都统高丽国事”，竟欲入居王宫。因蒙古屡逼纳贡和进送王公贵人子女，皞遣使奉表入朝，并致书撒礼塔申述难以应办的原因，撒礼塔怒拘使者，其逃回者遂传言蒙古将再举入侵。七月，皞依从权臣崔皞的决策迁都江华岛，遣人往北境诸城杀达鲁花赤，令人民入山下海躲避，对蒙古采取了抵抗的态度。八月，撒礼塔奉旨再征高丽，洪福源收北境州县遗民来附，遂长驱直入王京，遣使到江华岛诘责高丽王抗命迁都，令其出陆。撒礼塔领兵继续南下攻掠各地，拔南京（今汉城），十二月，进至处仁城，被守城者射死。蒙军遭到高丽军民的抗击，又失主帅，不得不撤回，留福源屯西京（平壤）。1233年，窝阔台诏谕王皞，数其拒命、杀使、迁都、不上民数等五 “罪”，高丽不理，仍乘势出兵收复西京等地，洪福源领降民逃居辽、沈间。1235年，窝阔台遣唐古与洪福源等领兵入高丽，自此连续多年抄掠各地。1239年，召还唐古军，诏命王皞入朝，皞遣王族佺代他赴蒙古朝见。1241年，皞又以王族綧称己子，与贵族子弟10人入质于蒙古（綧后居辽东，领高丽降民）。其后双方使节仍频频往来，基本上保持了和平关系。
1247年，贵由以高丽“岁贡不入”为由又遣军入侵，次年还。1253年，蒙哥以诸王也古统兵大举入侵高丽，迫令王皞出陆迎降，皞不得已派次子淐入朝。蒙哥仍不满意，1254年初，召还也古，以札剌儿带为征东元帅代之。这一年，蒙古军在高丽肆行杀掠，“所掳男女，无虑二十六万六千八百余人，杀戮者不可胜计，所经州郡，皆为煨烬”。此后札剌儿带军连年留屯高丽，多次出兵攻掠其南境各地和进逼江华岛对岸，坚持以国王出陆迎降和派王太子入朝为退兵条件。高丽朝中意见不一，迁延至1258 年，数代专揽国政的权臣崔氏被推翻，才决定遣太子倎入朝。1259年，倎赴四川军前朝见，至六盘山，闻蒙哥死而止。忽必烈由鄂州北上，倎迎谒于汴梁，随从同往开平。1260年二月，高丽来报老王已故（王皞死于上年六月），赵良弼和廉希宪都建议宜立皞为王，遣送还国，彼必感恩臣服，是可以不烦兵而得其国。忽必烈纳其言，立即派兵护送王皞回国继位，令他“完复旧疆，安尔田畴，保尔家室”，“永为东藩”，并宣布对以前反抗过蒙古的高丽官吏、军民，“罪无轻重咸赦除之”。忽必烈即位后，又传旨允准王倎的请求：撤回留屯其境的蒙古军和送还被掳的高丽人。并授予王僙封册、虎符和高丽国王印。
王僙（不久改名禃，高丽元宗，1260 —1274年在位）嗣位后，多次或亲身入朝，或派世子愖入朝，又频频遣使入贡。但高丽权臣势力仍盛，出陆还都之事一再拖延，又以战乱之后民生凋敝为由请求暂免置驿、籍户、出军、输粮等臣服国应履行的义务。忽必烈出于当时形势需要，对高丽采取怀柔政策，给予宽容。至元六年（1269）六月，高丽权臣林衍发动政变，逼禃让位于王弟淐。时世子愖入朝未归，闻变，诉之于忽必烈。忽必烈命从王綧、洪茶丘（福源子）所管高丽民户中签军马三千从愖“赴其国难”，并下诏责林衍擅废立，召其来朝；命头辇哥国王与赵璧行省于东京，以兵压境。十一月，林衍被迫恢复了王禃的王位，禃随即入朝，于是蒙古军停发。当林衍废立时，高丽西北面兵马使营吏崔坦聚众起事，以诛林衍、复前王为号召，杀西京留守及州县官，以西北境60城归附蒙古。至元七年（1270）正月，诏改西京为东宁府（后改东宁路），划慈悲岭为界，以坦为总管，遣忙哥都为安抚高丽使率兵镇之。禃请求归还其地，不许。至元二十七年（1290）始罢东宁路，还属高丽。至元七年二月，禃至燕京，为了取得忽必烈的信任和保持王位，上书请下嫁公主于其世子，又主动要求派兵助其讨灭权臣、还都旧京，并请置达鲁花赤。忽必烈命东京行省头辇哥国王和平章赵璧率军护送禃还居王京，以脱朵儿为高丽国达鲁花赤，至于请婚一事则待其国安定后再议。五月，禃与头辇哥等至王京，发榜宣布还都，传令召林衍和迁江华岛吏民回京。时林衍已死，子惟茂继掌国政，欲抗命不从，被拥护还都的朝臣所杀，于是妃嫔、官民人等相继离岛迁回王京。守备江华的“三别抄”（左、右及神义别抄。“别抄”是权臣当国时挑选骁勇之士组成的特别部队，成立于蒙古入侵之初）力图阻止还都，被王禃下令解散，其首领裴仲孙另立王族温为王，率部退据珍岛，成为叛军，至元八年被蒙古和高丽军击破。其余部在金通精率领下遁入耽罗岛，据有其地，至元十年被平定，元置耽罗国招讨司辖之（后改置军民都达鲁花赤总管府，又改为军民安抚司，成宗即位后，还属高丽）。
王禃还都后，即遣使为世子愖请婚，并命愖两次入朝。至元十一年（1274）五月，忽必烈以亲女忽都鲁揭里迷失下嫁王愖。不久禃死，诏遣愖归国袭位，授“驸马高丽国王”（后改名昛，又改名昛，高丽忠烈王，1274—1308年在位）。在他之后直到元朝末年的六代高丽王，除忠穆、忠定二王死于未成年时外，也都娶元公主（虽然都是宗王之女，但按元制亦称公主）。通过这种政治性的婚姻联结，元朝达到了进一步控制高丽的目的，自联姻后未再发生重大反元事件。公主在高丽享有极高地位和很大权力，广泛参与政务，就是其中重要的一环；高丽王也得以凭借驸马身份提高在元廷和本国的地位，终元一代保持了本国的局部主权。从至元七年王禃还都起，元朝就设置了高丽国达鲁花赤常驻王京，其后又以忻都、洪茶丘领东征元帅府军驻镇高丽。十五年，王賰入朝，奏告元军特别是洪茶丘部扰民乱政，请求召还，忽必烈从其请，并罢置高丽国达鲁花赤。十七年，为再举进攻日本，立行省（征东行省，又称征日本行省），仍以高丽为基地聚兵、造船、屯粮。王賰请求授他行省丞相之职，“行省凡大小军情公事必与我商量然后施行”，忽必烈即予允准，授为中书左丞相行征东省事。征日失败后，行省罢。二十年，复立征东行省，仍授賰征东行省左丞相，与丞相阿塔海共同规划再举征日事。其后征日计划未能实行，而征东行省建制则仍保留，成为统辖高丽的机构，但元朝不派行省官，就以高丽国王为行省丞相，得自辟僚属；高丽原有的政权机构和各项制度也基本不变。大德三年（1299），哈散出使高丽回朝，言王昛（即王賰）不能服众，朝廷应派官共同治理，平章暗都剌奏请增置行省官，遂遣阔里吉思为征东行省平章，耶律希逸为左丞，直接参与掌管高丽政务。五年初，经王昛一再请求，罢朝廷所置官。以后没有再改变高丽政制，元朝册立每代高丽王时均授予征东行省丞相职衔，使自治其国，“有宗庙蒸尝以奉其先也，有百官布列以率其职也，其刑赏号令专行其国，征赋则尽是三韩之壤，唯所用之，不入天府”。可见征东行省的性质与元朝国内地方一级政区各行省是不同的。当然，高丽对元朝仍需履行藩属国义务如纳贡、质子、置驿等，元朝统治者仍不时以种种理由干预其国政，直接或间接地压迫和剥削高丽人民。
至大元年（1308）王昛死，世子謜（忽都鲁揭里迷失公主生，蒙古名益智礼不花，高丽忠宣王）继位，改名璋。皇庆二年（1313），璋传位于世子焘（蒙古懿妃生，蒙古名阿剌讷忒失里，高丽忠肃王），自己则以驸马身份留居大都，封沈王，后又将沈王封爵传给侄子暠。王璋在大都筑万卷堂，“以书史自娱”，其府中有不少高丽文士侍从，并与赵孟頫、姚燧、阎复、元明善等元朝著名文臣常有交往。他在继位前居元廷时曾参与拥立武宗，退位后仍不免卷入朝廷政争，延祐七年（1320）英宗即位后，被流放到吐蕃萨斯迦“学佛”，泰定帝即位后始召还。
沈王暠得宠于英宗，谋夺高丽王位，屡在元廷指控王焘，导致元朝对高丽国政的进一步干预。至治三年（1323），王暠的党羽柳清臣等上书中书省，请立省于高丽，比内地，元朝为了稳定东藩，未予采纳。但王焘屡受沈王之党的攻击和元廷的质讯，不得不于至顺元年（1330）请求传位于世子祯（蒙古名普塔失里，高丽忠惠王）。祯品行恶劣，继位后荒淫无度，至顺二年即被罢黜，其父焘复位。后至元五年（1339）焘死，祯复位，仍暴虐荒淫，至正三年（1343）被元廷押解流放到揭阳，次年初，行至岳阳病死（或云被毒死）。元以其子昕（亦怜真班公主生，蒙古名八思麻朵儿只，高丽忠穆王）继为高丽王，时仅八岁。至正八年，昕死，元朝以祯庶子蚳继位（蒙古名迷思监朵儿只，高丽忠定王）。十一年，诏废蚳，别立祯弟祺为高丽王（改名颛，蒙古名伯颜帖木儿，高丽恭愍王）。时奇皇后之兄辙恃势得任高丽政丞（国相），专横跋扈，颛甚愤之，至正十六年，乘元朝困于国内农民起义之机，诛奇辙及其党羽，停用至正年号，并发兵攻元境，夺回双城等地。元朝声称要进行讨伐，又罢黜王颛而另立逃亡大都的王璋庶子塔思帖木儿为高丽王，但均无力付之实施，不得不宣布恢复颛王位。从至正十九年起，红巾军一部由辽东多次进入其境攻城略地，二十一年陷其王京，颛南迁以避之。次年，高丽军收复王京，击溃红巾军，其余部退回辽东。但王氏高丽至此也已衰微不堪，30年后被在与红巾军作战中兴起而逐渐掌握大权的李成桂所取代。
有元一代，中国与高丽的经济、文化关系在特殊历史条件下有很大的发展。来元高丽人比以往各代都多，其中有不少精通汉文的文人学者和高僧，他们与中国文人交往密切，相互切磋唱和，元人文集中此类诗文屡见不鲜。高丽早有儒学，学者皆知孔孟之书。元世祖前期，程朱之学才在中国北方兴盛，还未传入高丽。高丽儒士白颐正在大都得而学之，东还后，李齐贤等首先从他师受。至元二十六年，元置高丽国儒学提举司，以其本国著名学者安珦为提举，珦从高丽王入朝，得朱子书，十分钦慕，晚年常挂朱子像以致敬，遂自号“晦轩”。理学于是传入高丽。高丽名臣李齐贤长期在元陪侍王璋，广泛结交元廷著名儒臣文士，学问大进，有《益斋集》传世，被认为是高丽时代的优秀古典作品，其中有不少歌咏中国历史、景物和风俗民情的诗篇。元仁宗恢复科举后，高丽（征东行省）依制选送士人参加会试，即使未能及第，元廷亦授予官职，或归国即可凭此资历而获显官；亦有举进士者，如元统元年（1333）进士李谷御试对策“大为读卷官所赏”，擢汉、南人榜第二甲第八名，即授翰林国史院检阅官。有不少入元为质子的高丽世家子弟或其他侨寓人员后来出仕于元朝，或竟世代留居不返。元代有大量中国文化典籍输入高丽。如延祐元年（1314）高丽王焘遣官赴元购书，得经籍10800卷而还；元仁宗又赐书籍4371册（17000卷），皆宋秘阁所藏者。此外，佛、道、医、卜各类人员的交往也很多。
元与高丽的经济交流，除数量相当大的贡赐物品外，民间贸易往来也甚为发达。元时木棉由中国传入高丽，传为佳话。据载，至正二十三年（1363）高丽人文益渐使元，取棉籽十余枚归，令人种植，虽仅一枚得生，但得籽百余枚，于是年年加种，又有一胡僧教以缫织之术，于是棉花种植与棉布纺织不到十年就遍于全国。