元武宗海山，是世祖忽必烈曾孙，元成宗铁穆耳的侄子。他的爷爷就是太子真金，父亲是真金的次子答刺麻八剌，母是兴圣太后弘吉剌氏。
忽必烈立次子真金为太子，可惜真金先其父而死。其后，忽必烈曾打算立答刺麻八剌为储，不过答刺麻八剌至元二十九年春在京师去世，时年二十九岁。其母弟铁穆耳遂被立为皇太孙，后即位，是为元成宗。真金这一脉，也就失去了皇位。
不过，谁也没想到，权力的兜兜转转，最后还是回到了真金这一脉。
大德三年，公元1299年，由于原来镇守漠北的宁远王阔阔出在备边时松懈，铁穆耳就命侄子海山代其职，其后海山大败叛王海都。
大德八年，公元1304年，海山因功被册封为怀宁王，佩带金印，食封瑞州65000户。
海山的显赫军功和精良的部众，为其日后争夺帝位奠定了基础。
大德十一年，公元1307年，铁穆耳病死，他远在青海驻防，不知消息。
按照元朝旧制，在皇位空虚时，暂由中宫卜鲁罕皇后摄政，由她召集宗亲大臣举行库里尔台大会另选新君。
卜鲁罕和左丞相阿忽台准备拥立铁穆耳的堂弟安西王阿难答为帝，卜鲁罕继续掌控争权。
但是，海山的母弟爱育黎拔力八达与其母答己以奔丧为名回京城，并率先带领卫士闯入内庭逮捕了左丞相阿忽台和安西王阿难答等人，以“乱祖宗家法”之罪将他们全部杀死。
此时，阔阔出等诸王均劝爱育黎拔力八达即皇帝位，但他考虑其兄海山手有重兵，故先以监国之名掌握政权，并派使者奉玉玺北迎回海山。
公元1307年3月，海山率三万精兵到达和林，五月至上都，即皇帝位，是为元武宗，汗号曲律汗。
之后，他废铁穆耳皇后卜鲁罕并赐死，立其弟爱育黎拔力八达为“皇太弟”。
海山即位后，下令存恤征戍之士及供给繁重州郡的役卒，免除大都、上都和隆兴那里的三年差税；对云南、八番、田杨等地免除一年的差发；对逃移复业者给予免三年，并允许民间冶铁，以此恢复和发展生产，对受灾地区，作出停止征收山场湖泊税，听任贫民就地采取，同时勉励兴办学校，免除 儒户的差役等措施。
铁穆耳的统治，尤其是在后期，元朝已出现了动荡，如今，在海山的整顿下，逐渐恢复平稳，经济也发展起来。
海山为了巩固其统治，大量任用自己的亲信执掌要枢，将旧朝文武大臣一概更换，实施“一朝天子，一朝臣”之举措。