李璮叛时，忽必烈正在漠北与阿里不哥决战。起初，忽必烈有些恐慌，他担心李璮打恢复宋朝的旗号，汉人响应，北方会陷混。

史天泽听了，然大怒，又担心他胡说八，下令将李璮斩首。

姚枢还献计说：“对付李璮，用不着蒙古大军回去，当地汉人世侯的武装就足够了。建议可由史天泽负责平叛。”

史天泽到达济南后，立即修筑围城工事，防止李璮突围。不久，各地武装纷纷赶到，将济南围得不通。李璮陷孤城，真成瓮中之鳖了。

李璮见有蒙古王爷在场，心生一计，血人，说：“你与我约定共同起兵，为何背盟？汉人世侯结盟反蒙，恢复大宋，可惜一个个贪生怕死，致使大事不成。”

史天泽是汉族人，可在他父亲史秉直那一代，就归附了蒙古，对蒙古十分忠心。史天泽接到命令，不敢怠慢，立即率奔赴济南，同时令各地武装，急速向济南聚集。

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谋士姚枢为忽必烈分析了形势，指李璮不会得到江南政权和北方民众的支持，并且说：“李璮有勇无谋，他起兵后应该有上中下三策，我料定他必下策，就是据守济南，我们正好可以瓮中捉鳖”。

可是，李璮的叛，却引起忽必烈对汉人的警觉，尤其是李璮的血人，更令忽必烈到不安。后来，忽必烈逐步削夺了一些汉人将领的兵权，并取消了汉人世侯的世袭，这对于汉族官僚与蒙古贵族之间的矛盾，产生了重要影响。

史天泽见济南城墙厚，易守难攻，为了减少伤亡，也不急于攻城，而是围而不打，坐等城中粮尽。李璮知史天泽的用意，知守在城中，早晚是死路一条，于是多次组织突围。可是，史天泽已经修好了围城工事，李璮军队本冲不去，而且伤亡惨重。

李璮被擒后，史天泽与宗王合必赤共同审讯他。史天泽喝问：“大汗没有亏待你，为什么叛？”

而大多数都忠于蒙古。汉人世侯不仅没有响应李璮叛，反而听从蒙古大汗的命令，向李璮展开攻击。

李璮守城五个多月，城中终于粮尽了，战也吃光了，甚至到了人吃人的地步。军心涣散，许多人坠城投降。李璮知末日已到，亲手杀了自己的妻妾，然后投大明湖自尽，可惜没有淹死，最终被史天泽军队抓获。

忽必烈听了很兴，放下心来，随即任命史天泽为平叛总指挥，由宗王合必赤协助他。同时，忽必烈命汉人世侯的武装力量迅速向济南集中，合围李璮。忽必烈还死了与李璮有联系的王文统。

李璮确实有勇无谋，他攻占济南以后，没有采取一步的行动，而是坐等南宋兵和民众响应，白白耽误了两个多月时间。如今城池被围，只能被动守城了，好在济南城固，能守一阵。

李璮叛只有半年多时间，就兵败死，而且平叛所用的兵力，主要是汉人世侯的武装力量，蒙古军队不是很多。