三路红巾军北伐的同时，意图倚托益都、曹州两行省比较巩固的基地，展开对汴梁的攻击，使之成为名副其实的宋政权都城。至正十七年，刘福通首攻汴梁不下，后取大名、卫辉两路，形成对汴梁包围的态势，元廷增派知枢密院事达理麻失里攻雷泽、濮州，被刘福通杀死，节制河南元军的答失八都鲁被迫退至石村。“朝廷颇疑其玩寇失机，使者促战相踵”。刘福通又使反间计，“诈为答失八都鲁通和书，遗诸道路，使者果得之以进。答失八都鲁觉之，一夕忧愤死，十二月庚子也”。其子孛罗帖木儿袭职，退驻井陉，刘福通再次进攻汴梁，元守将竹贞逃遁，福通据汴梁为都，迎韩林儿居之。时毛贵虽进攻大都失利，但山东形势甚好，中路军转战山西，西路军趋关中，出现了鼎盛局面。在这一形势下，元河南行省平章周全，以怀庆路降，刘福通命其进攻据洛阳的察罕帖木儿，“守将登城，以大义责全。全愧谢退兵，刘福通杀之”。
平江张士诚乘安丰空虚之机，遣其将吕珍进攻安丰，刘福通等进行了顽强的抵抗，韩林儿急向朱元璋求救，朱元璋亲率大军击败吕珍，和支援吕珍的原天完政权的庐州左君弼，救出小明王和刘福通，把小明王和刘福通安置于滁州，朱元璋命廖永忠迎小明王、刘福通至应天，途经瓜步，廖永忠将他们沉入水中溺死。
刘福通是元末农民大起义领袖，所领导的北伐虽然未取得预想目的，但其横扫元统治的北部广大地区，沉重打击了元军主力，为南方各起义军的发展创造和奠定了条件和基础。从根本上动摇了元朝的统治，为明王朝的建立奠定了基础。然而，明初李善长、宋濂纂修《元史》时，为了突显朱元璋的开创之功，同时为了防止人民效仿刘福通反抗朝廷，将其列入“逆贼”类草草记过。
