Trong triều đại nhà Trần, ngoài những cuộc chiến tranh với quân Nguyên Mông ở phía Bắc thì Đại Việt cũng có những sự liên hệ với các nước láng giềng phía tây và phía nam là Ai Lao và Chiêm Thành.

Với Chiêm Thành

Có thể nói trong các triều đại Việt Nam, Chiêm Thành không lúc nào không quấy phá và cuộc chiến tranh giữa hai nước vẫn thường xuyên xảy ra. Lúc nhà Trần lên ngôi, nước Chiêm Thành vẫn giữ lệ triều cống và giao hòa. Trong đời vua Trần Nhân Tông, sau khi chinh phạt Chiêm Thành, thì giữa Đại Việt và nước Chiêm Thành có sự qua lại tốt đẹp. Đến đời vua Trần Anh Tông, lúc bấy giờ Trần Nhân Tông đã lên làm thái thượng hoàng và trong lúc sang thăm vãn cảnh nước Chiêm và để cho tình giao hảo của hai nước trở nên bền vững hơn, nhà Trần đã gả công chúa Huyền Trân cho vua Chiêm Thành là Chế Mân vào năm 1306. Chế Mân dâng châu Ô và châu Rí cho Đại Việt. Vua Trần Anh Tông đổi tên là Thuận Châu và Hóa Châu rồi đặt quan cai trị cũng như cho di dân sang ở. Một năm sau, Chế Mân chết. Theo tục lệ Chiêm Thành thì hoàng hậu phải bị hỏa thiêu chết theo. Vua Trần Anh Tông sai tướng Trần Khắc Chung giả tiếng vào thăm rồi tìm kế rước về.

Chế Mân chết thì Chế Chỉ lên thay và đòi lại hai châu mà Chế Mân đã dâng cho Đại Việt. Vua Trần Anh Tông sai quân sang bắt Chế Chỉ đem về trị tội và phong cho em của Chế Chỉ là Chế Đà A Bà lên thay làm vua nước Chiêm Thành. Đến đời vua Trần Dụ Tông, con và rể của vua Chiêm Thành tranh giành nhau ngôi vua, quân nhà Trần sang can thiệp nhưng bị quân Chiêm Thành đánh bại cả hai lần.

Năm 1370, các hoàng tử con vua Minh Tông lật đổ Dương Nhật Lễ (xem phần "Thời kỳ suy tàn" bên dưới) lập Trần Nghệ Tông. Mẹ Nhật Lễ chạy sang Chiêm Thành xui vua Chiêm đánh Đại Việt. Lúc đó thế lực nhà Trần suy yếu, Chiêm Thành có ý khởi binh đánh đòi lại hai châu đã mất. Đến đời vua Trần Duệ Tông, vua Chiêm Thành là Chế Bồng Nga quấy rối biên giới, vua Duệ Tông sai Đỗ Tử Bình đem quân trấn giữ Hóa Châu. Bồng Nga đem 10 mâm vàng dâng lên. Tử Bình ỉm đi, cướp làm của mình, nối dối là Bồng Nga ngạo mạn vô lễ, nên đem quân đánh. Duệ Tông giận lắm, quyết ý thân chinh. Cuối năm 1376, quân Trần xuất phát. Năm 1377, quân Trần chiếm cửa Thị Nại (Quy Nhơn ngày nay) rồi tiến đánh kinh thành là Đồ Bàn. Lúc đó Chế Bồng Nga, một ông vua có tài thao lược, dùng kế dụ quân Trần vào ổ mai phục đánh tan. Vua Trần Duệ Tông bị tử trận, Hồ Quý Ly, Đỗ Tử Bình rút quân bỏ chạy về nước. Thừa thắng xông lên, Chế Bồng Nga nhiều lần mang quân sang đánh phá Đại Việt, Hồ Quý Ly nhiều lần bị bại trận, quân Chiêm ba lần chiếm được kinh thành Thăng Long, vua tôi nhà Trần phải bỏ thành chạy. Quân Chiêm cướp phá kinh thành rồi rút về. Đỗ Tử Bình chỉ bị đồ làm lính 1 năm rồi sau đó lại được nhấc lên địa vị cao hơn.

Năm 1390, Chế Bồng Nga lại đem quân sang đánh. Tướng trẻ Trần Khát Chân được lệnh đem binh dàn trận ở sông Hải Triều (sông Luộc ở vùng Hưng Yên ngày nay). Nhờ có hàng tướng bên Chiêm sang chỉ chỗ, Khát Chân sai chĩa hỏa pháo nhằm cả vào thuyền Chế Bồng Nga mà bắn. Vua Chiêm trúng đạn tử trận, quân Chiêm bỏ chạy và sau đó con của Chế Bồng Nga hàng phục Đại Việt. Kể từ đó trong thời gian dài Chiêm Thành không dám đánh Đại Việt nữa.

Với Ai Lao

Vào đời nhà Trần, quân của Ai Lao thường sang quấy phá cướp bóc ở vùng Nghệ An và Thanh Hóa. Vì thế triều đình đã phải sai quân lính đi đánh dẹp mãi và chính các vị vua phải thân chinh đi dẹp giặc, trong đó nhiều nhất phải kể đến vua Trần Nhân Tông. Mỗi lần bị thua thì quân Ai Lao rút về, nhưng sau đó thì lại sang quấy phá. Trong đời vua Trần Anh Tông, ông cũng nhiều lần thân chinh đi dẹp giặc nhưng ông cũng đã ra lệnh cho Phạm Ngũ Lão hơn ba, bốn phen đi dẹp giặc. Vua Trần Minh Tông cũng nhiều phen thân chinh đi dẹp giặc. Trong triều đại nhà Trần, mục đích của Đại Việt là dẹp các cuộc đánh phá và quấy nhiễu của quân Ai Lao chứ không có mục đích đánh chiếm lấy đất nước này.