Buổi đầu trị nước
Trần Nhân Tông lên ngôi trong bối cảnh nền độc lập của Đại Việt bị đe dọa trầm trọng. Ở phương Bắc, Nguyên-Mông đã chinh phục hầu hết Nam Tống và bắt đầu dòm ngó Đại Việt. Ngay sau khi Nhân Tông đăng quang, hoàng đế nhà Nguyên là Hốt Tất Liệt cử Thượng thư Bộ Lễ Sài Thung sang Đại Việt, lấy cớ Nhân Tông "không xin mệnh mà tự lập" (nghĩa là tự xưng làm vua mà không chịu xin phép "thiên triều" Nguyên) để ép vua Trần sang triều kiến.[1][5][12] Nhân Tông đã đối đãi tử tế với Sài Thung, nhưng kiên quyết không đi trình diện vua Nguyên. Sài Thung đành phải đi tay không về nước.[5][1][14] Sau đó, Nhân Tông sai Trịnh Đình Toản và Đỗ Quốc Kế sang cống nạp nhà Nguyên. Tháng 12 năm 1279, Hốt Tất Liệt giam cầm Đình Toản ở thành Đại Đô, rồi ép Quốc Kế đi cùng một phái bộ mới của Sài Thung tới Đại Việt với mục đích tương tự lần trước[5][15][1]. Nhân Tông vẫn không nhân nhượng, mặc dù Sài Thung đã dọa nạt rằng nếu vua Trần không sang chầu, "thì hãy sửa sang thành trì của ngươi, để đợi sự phán xét".[5]
Đứng trước hiểm họa xâm lược từ Mông Cổ, Nhân Tông và Thánh Tông đã có nhiều nỗ lực nhằm phát triển kinh tế, đảm bảo sự ổn định và đoàn kết trong nước.[5][16] Một trong những biện pháp là khuyến khích nông dân tăng cường sản xuất, và nhờ vậy, Đại Việt đã "được mùa to, lúa ruộng ở hương Trà Kiều thuộc Khoái Lộ một giò hai bông" (theo Đại Việt Sử ký Toàn thư) vào cuối năm 1279[1][5][17]. Thêm vào đó, năm 1280, vua Trần ra lệnh hợp nhất hệ thống đo lường để thúc đẩy thương mại trên toàn quốc.[1][5][17] Trên phương diện chính trị-xã hội, triều đình Trần Nhân Tông đã tiến hành điều tra và cập nhật dân số, đồng thời tích cực giải quyết các khiếu nại oan sai của người dân.[1][5][17] Khi thủ lĩnh người dân tộc tại Đà Giang là Trịnh Giác Mật nổi dậy vào đầu năm 1280, Nhân Tông sai Chiêu Văn vương Trần Nhật Duật đi thuyết phục phiến quân quy hàng. Nhật Duật nhờ khéo ngoại giao và hiểu biết văn hóa dân bản địa, nên đã thu phục được Giác Mật mà không phải giao chiến[18].
Về đối ngoại và quân sự, hai vua Trần ứng xử vừa khéo léo, vừa cứng rắn với nhà Nguyên. Sau khi tiếp đón Sài Thung lần 3 vào năm 1280, năm 1281 Nhân Tông phái Trần Di Ái cùng Lê Mục, Lê Tuấn thay ông sang chầu vua Nguyên.[19][20] Hốt Tất Liệt vẫn quyết tâm xâm lược phương Nam; nhà Nguyên cử một số quan lại sang giám sát các châu huyện của Đại Việt, nhưng Nhân Tông đã trục xuất những người này về Trung Quốc. Không bỏ cuộc, khoảng năm 1281–1282, hoàng đế nhà Nguyên lập Trần Di Ái làm "An Nam Quốc vương", Lê Mục làm "Hàn lâm học sĩ" và Lê Tuân làm "Thượng thư", rồi lại sai Sài Thung đem 1 nghìn quân hộ tống nhóm Di Ái về bản quốc. Nhân Tông, Thánh Tông đã huy động lực lượng chặn đánh ở ải Nam Quan và bắt giữ nhóm Di Ái, song vẫn nghênh đón Sài Thung về Thăng Long.[15][21] Thất bại của việc lập Di Ái làm vua bù nhìn Đại Việt đã khiến Sài Thung tức giận đến mức khi "vua sai Quang Khải đến sứ quán khoản tiếp. Xuân [cách gọi khác của Sài Thung] nằm khểnh không ra, Quang Khải vào hẳn trong phòng, hắn cũng không dậy tiếp."[16][5] Phải đến khi Hưng Đạo vương Trần Quốc Tuấn đóng giả làm một tăng sĩ Trung Hoa đi vào sứ quán, Thung mới chịu tiếp.[16][5]
Khoảng tháng 9 – 11 năm 1282, nhà Nguyên một mặt cử tướng Toa Đô từ Quảng Châu tấn công Chiêm Thành, mặt khác sai Trấn Nam vương Thoát Hoan tập trung 50 vạn quân chuẩn bị "mượn đường đánh Chiêm" (mà thực chất là xâm lược Đại Việt).[5][20][16] Vào tháng 11, Nhân Tông mở hội nghị Bình Than để thảo luận với bá quan về phương án tổ chức kháng chiến. Hai tháng sau, hai vua Trần phong Trần Quốc Tuấn làm Quốc công Tiết chế – tức tổng chỉ huy toàn quân Đại Việt, đồng thời "chọn các quân hiệu có tài chỉ huy, chia đi nắm giữ các đơn vị".[16]Cùng với Quốc Tuấn, Nhân Tông đã trực tiếp chỉ đạo các hoạt động huấn luyện, diễn tập của lục quân và thủy quân. Tháng 10 năm 1284, triều đình chia quân trấn giữ các địa bàn quan trọng trong cả nước.[16][5] Bên cạnh đó, Nhân Tông vẫn cử một số sứ giả mang lễ vật đi xin Thoát Hoan "hoãn binh" trong nửa cuối năm 1284. [16][5]
Không những đương đầu với người Mông Cổ, Trần Nhân Tông đã xây dựng mối quan hệ tích cực với nước Chiêm Thành ở phía Nam.[5] Tháng 12 năm 1282, ông đã gửi 2 vạn quân cùng 500 chiến thuyền sang hỗ trợ người Chiêm chặn đánh cánh quân Nguyên của Toa Đô. Nhưng trong các văn thư gửi cho người Nguyên, triều đình Nhân Tông một mực phủ nhận hành động này.