至元十年（1273年）正月，史天泽派蒙哥都与炮兵总管唆都率炮兵部队使用新造的回回炮，集中火力猛攻樊城；同时派水军布满汉水中流，截断襄樊之间的水上联系。张弘范、史枢、郑鼎等乘机率陆军攻城，樊城终于被攻破。南宋朝廷不派救兵，襄阳成为一座孤城。二月初元军炮击襄阳，宋朝襄阳守将呂文焕开城投降。蒙哥都、张弘范、史枢等众将率军进入襄阳。
二月，在南征取得重大胜利的情況下，八思巴、刘秉忠、安童、伯颜等众臣建议忽必烈立真金为太子。忽必烈在琼华岛广寒殿与察必皇后及众大臣商议立太子一事。
八思巴说：“我南征军已经攻克襄樊，为彻底灭宋打通了道路。陛下改国号定都，建寺敬佛，这都是国之大事，但另有一件大事也需早日商议！”
忽必烈问：“帝师是否指立太子一事？”
刘秉忠说：“太子乃一国之本。中原王朝自商周以来就确立了太子制度，开始或者父死子继，或者兄终弟及，不是十分明确，因此还引起过九世之乱。以后才规定嫡长子继承制，这才避免了一些不必要的争夺。”
忽必烈说：“汉人实行嫡长子继承制，谁能保证嫡长子就是能力卓著、众望所归的贤者呢？”
安童说：“这正是嫡长子继承制的弊病所在。我们蒙古国立国漠北，沿用的是金、辽或蒙古氏族的传统。辽朝有一种世选制，无论皇族或贵族，都实行世选：即在亲中选贤。这种制度如果执行得公平合理，确实有利于国家的前途、事业的发展。成吉思汗确定窝阔台为大汗，就包含这种亲中选贤的意思。但我们蒙古草原又有‘少子守灶’的传统，这与亲中选贤又不太一致。另外，我们还有库里台大会选汗制度。这些制度都有可取的一面，但也会引起冲突与争夺，会在皇位继承问题上引起不必要的混乱。因此，权衡利弊，还是采纳中原的传统，预先确定太子比较有利。”
八思巴说：“我吐蕃地区各教派的灵童制度也有亲中选贤的意思。为使国家长治久安、皇祚永传，我们能否兼采汉制和蒙古国制：既实行预先确立太子的制度，又不要实行严格的嫡长子继承制。究竟由谁作太子，则根据‘亲中选贤’的办法，由圣上与执政大臣共议，最后再做出決定？”
察必皇后说：“八思巴帝师这个办法倒是两全其美！现在究竟由谁做太子呢？”
大家你一言，我一语，分析几位嫡子的情況，比较了每个人的优缺点：
王盘说：“几位皇子都跟我读过书，我感到燕王真金学习最认真，也能学以致用。他对孔老夫子的教诲理解得最深，常常提出一些发人深省的问题。三皇子和小皇子武功比燕王好，但治理一个大国不能只靠个人的武功，还要以文治为主。臣以为，立燕王为太子比较合适。”
安童说：“王先生是燕王及几个王子的老师，他还是看得深，看得准，我也赞成他的意见。但我们蒙古族有‘少子守灶’的传统，对小皇子那木罕要有个比较合适的安排。”
忽必烈问：“您是否看到什么不正常的苗头了？”
安童说：“那倒不是。但我感到小皇子心高气盛，能否久居人下，不是十分令人放心。”
伯颜说：“太子是一国之本，确实应主要考虑政治才能。近年来，燕王任中书令并知枢密院事，虽然没有过多地实际问政，但已经有所历练，中书省、枢密院各位大臣也对他十分满意。我也同意王先生和安童丞相的意见！”
八思巴、刘秉忠等本来就倾向于燕王真金，忽必烈、察必皇后也没有异议，于是大家最后同意立皇长子燕王真金为太子。
夜间，忽必烈在寝殿不能入睡，他感到立太子这件事关系国家前途，还想再听听老臣的意见，于是派人拿着虎头金牌，急召正在北方处理边事的耶律铸回到大都。
耶律铸回到大都后，忽必烈立即在寝帐召见，问：“耶律爱卿，你对立太子一事有何看法？”
耶律铸说：“太子乃天下之本，愿早定以系人心。闾阎小人有升斗之储，尚知付托。天下至大，社稷至重，不早建储贰，非至计也。向使蒙哥大汗知此，陛下能有今日乎？”
当时忽必烈因关节炎已经躺在床上，听耶律铸说到这里，霍然而起，连说：“说得好！说得好！朕意决矣！”
三月，以皇后、皇太子受玉冊、金宝，遣太常卿也松哥亲王告于太庙。
至元十年（1273年）3月15日，忽必烈在琼华岛广寒殿正式冊立皇子真金为皇太子，派摄太尉、同知枢密院事伯颜授皇太子真金玉冊金宝。
伯颜宣读玉冊：“盖闻帝王之治天下也，莫不立后以正家，建储以定国。朕自纂承大统之后，即命皇后弘吉剌氏正位中宮。仰惟太祖圣武皇帝之遗训，俯协诸王昆弟之佥言，乃立塚嫡燕王真金为皇太子，积有日矣。比者朝臣恳奏冊宝之礼，宜即举行。已于今年三月十三日授皇后以玉冊宝章，授皇太子以玉冊宝章从典礼也。咨尔怀生体予至意。故茲诏示，想宜知悉。
至元十年三月”
同时由董文忠颁布诏书：“封三皇子忙哥剌为安西王，镇关中；封小皇子那木罕为北安王，镇阿力麻里；封皇庶子奧鲁赤为西平王，镇吐蕃。其余皇子因年幼留在京师，暂不封王。”