阿伊努人的主體一直是分佈於北海道，但是從很早開始，阿伊努人就通過海路進入了與其鄰近的另外一個島嶼，也就是大家非常熟悉的庫頁島。
而且雖然阿伊努人歷史上的人數也始終不算特別多，但卻曾在至少幾百年時間裡一直是日本的人主要對手，從中也可以看出，這個族群確實也是相當尚武而且能打的，所以他們其實在歷史上也曾經進行過擴張。
在11到12世紀，阿伊努人就對北海道之外發動過擴張行動。
而當時他們最大的戰果就是進入了庫頁島。
而說他們是擴張進入庫頁島也就意味著：之前庫頁島上其實已經有土生的族群存在了。
當時庫頁島上主要的土生族群叫尼夫赫人，這個族群在中國古籍裡曾被稱為吉列迷，可以說是從遠古就已經生活在這裡。
但尼夫赫人相對於阿伊努人人數更少，而且社會發展水平更加原始一些，所以自然不是阿伊努人的對手，因此在阿伊努人入侵之後，很快就在庫頁島南部占據了上風，將其變為自己的聚居地，而尼夫赫人則退縮到了庫頁島北部。
而在阿伊努人的擠壓下，部分尼夫赫人還被迫從庫頁島遷入了亞洲大陸，其中部分部族還曾對外東北地區的奴兒幹地區發動過襲擊。
而有些記載表明，一些阿伊努人在攻擊尼夫赫人的過程中最遠也曾經到達過同樣位於外東北的海蘭泡地區。
這一地區在早期曾經被金朝統治，到13世紀中葉，蒙古人從金國手中奪取了當地的控制權，並在當地設立的行政機構。
這樣尼夫赫人和阿伊努人的襲擾自然很快引發了蒙古人的反應，很快尼夫赫人就在蒙古人的反擊中選擇臣服，成為了蒙古帝國的屬民。
庫頁島歸元
而在尼夫赫人臣服於蒙古之後，其主要敵人阿伊努人自然也進入了蒙古帝國的視野。
蒙古騎兵當時幾乎是以征服全天下為目標，而阿伊努人拒不臣服蒙古，還頻繁襲擊已經臣服於蒙古的尼夫赫人，因此他們和他們所占據的土地很自然就成為了蒙古軍隊的進攻目標。
而且當時的蒙古帝國已經開始在向中原王朝轉型，因此對歷史上就曾經和中原朝貢體系有過關聯的東北亞各土著部落也比較看重，所以從至元元年《1264年》開始，蒙古軍隊就開始進入了庫頁島。
阿伊努人
據元朝史書記載，當時尼夫赫人《吉列迷》向蒙古人報告自己常年受到骨嵬人，也就是阿伊努人的襲擾，苦不堪言，所以蒙古帝國派出軍隊，在至元元年《1264年》11月30日與盤踞在庫頁島南部的阿伊努人爆發了一場戰役，並取得了勝利。
不過僅僅一年之後，阿伊努人趁蒙軍收兵之機卷土重來，再次對尼夫赫人發動了攻擊，這次蒙古帝國沒有立即派兵支援尼夫赫人，隻是為其提供了部分給養和武器。
而在至元八年《1271年》元朝建立之後，對庫頁島的重視程度進一步提高。
至元九年《1272年》和至元十年《1273年》，元軍將領塔匣剌曾試圖率軍重返庫頁島。
但其軍隊卻受阻於庫頁島和亞洲大陸之間的賽哥小海，最終沒有登上庫頁島。
不過塔匣剌在此次進軍途中卻從奴兒幹周邊部落處得知冬季賽哥小海結冰時大批軍隊從結冰的海面進入庫頁島相對容易，而這個信息也為後續元軍多次重返庫頁島鋪平了道路。
至元十九年《1282年》，一支由女真人組成的元軍再次重返庫頁島，但這支軍隊在庫頁島上應該是受到了阿伊努人的頑強抵抗。
所以在之後的幾年，元朝持續對庫頁島用兵。
在至元二十二年《1285年》和至元二十三年《1286年》，將領塔塔兒帶和楊兀魯帶率領1萬名元軍分乘1000艘小船進駐庫頁島。
如此強大的軍力使當地阿伊努人無力抵抗，元軍很快占領了整個庫頁島。
近代考古發現，當時元軍在庫頁島最南端的西能登呂岬建立了一座要塞，基本可以確定是元朝典籍中記載的果夥堡，這說明當時元朝已經基本將整個庫頁島納入了版圖之中。
阿伊努人的反攻與稱臣
而當時元朝也確實將庫頁島視為了自己的領土，不但在當地的尼夫赫人中設置了一些百戶所，而且還推行了『徒民實邊』的屯田制度，從內地將一些漢人搬遷到庫頁島上，試圖在當地建立起自給自足的農業體系，以實現對當地的長期統治。
但這一計劃開始實施後不久，卻因為元朝發生的一次內亂而半途夭折。
忽必烈
在至元二十三年《1286年》，在元朝建國之後長期與元朝敵對的窩闊臺汗國與察合臺汗國在西北地區對元朝發動猛攻，元世祖忽必烈被迫將東北地區的大量駐軍調往西北應戰。
而此時，當時控制著大興安嶺周邊地區的蒙古宗王乃顏看到從東北到北京元軍佈防空虛，於是在第二年率軍發動叛亂，試圖推翻忽必烈，自封大汗。
而他的軍隊曾一度迫使忠於元廷的軍隊撤出了外東北地區，並將其壓制到了遼東地區。
雖然這次叛亂很快被元將玉昔帖木兒和李庭平息，但此後元廷卻沒有再恢復向庫頁島移民屯田的政策，因此對當地的控制力也出現了一定的下降，而阿伊努人則借機重振了在庫頁島的聲勢。
元貞三年《1296年》，兩名接受元廷冊封的尼夫赫百戶叛變，投靠了阿伊努人。
第二年，一個名叫瓦英的阿伊努酋長脅迫著部分對其臣服的尼夫赫人跨越賽哥小海，對黑龍江周邊一些以養殖獵鷹為生的尼夫赫人發動了襲擊，搶走了大量獵鷹。
但很快元軍在賽哥小海附近的基濟湖將其追上並擊潰。
這樣阿伊努人對元朝的襲擾一直持續了十多年，但畢竟元朝的實力不是阿伊努人真正能抗衡的，所以他們也漸漸落了下風。
在至大元年《1308年》，瓦英和另外一個阿伊努酋長玉善奴通過尼夫赫人向元朝表達了自己歸順元朝的意願。
而元朝也無意對其斬盡殺絕，因此準許其稱臣。
之後，元朝允許阿伊努人每年派使節到奴兒幹朝貢一次，並領受賞賜，等於自此之後，阿伊努人名義上就成為了元朝的臣子，和元朝建立了朝貢貿易關系。
而在此之後，在庫頁島上阿伊努人和尼夫赫人之間在元朝主導的秩序下實現了較長時間的和平，雙方酋長家族之間還多次聯姻。
而庫頁島上的阿伊努人和北海道的阿伊努人又屬於同一個民族，那麼當時北海道是不是也成為了元朝的領地呢？
並沒有。
當時雖然元朝確實將庫頁島視為自己的領土，將庫頁島上的阿伊努人也視為臣民，但卻並未因為他們和北海道阿伊努人是一個民族而將其也視為臣民。
相反，因為庫頁島和北海道當時已經成為了國界，所以在元朝統治庫頁島期間，其實北海道和庫頁島之間的聯系反而在一定程度上被切斷了，而此事又像蝴蝶效應一樣對日本產生了重大反響。
阿伊努武士
因為之前幾百年北海道阿伊努人通過北海道和庫頁島之間的宗谷海峽移民庫頁島的路線被切斷，所以等於阿伊努人在面對日本人北進攻勢時的退路沒有了，而這反過來又逼迫著北海道阿伊努人在別無選擇的情況下隻能和日本人展開決戰。
所以在元朝開始進入庫頁島之後不久，日本就發生了一次被稱為蝦夷大亂的阿伊努人大叛亂。
在至元五年《1268年》，位於日本本州最北端津輕半島的阿伊努人突然舉族暴動，與統治當地的日本軍閥安東氏進行了長達60年的大戰。
而這次大戰在後世的日本被一些人認為是與元朝討伐日本規模相當的大事件，是日本歷史上的重要節點之一。
同時，因為北海道阿伊努人與臣服元朝的庫頁島阿伊努人的同族關系，因此在日本，這場蝦夷大亂也被一些學者視作了元朝從北路討伐日本甚至元朝對北海道有控制力的象征。
但現代並沒有發現任何證據說明元朝介入蝦夷大亂之中，因此現代的主流觀點認為元朝對於蝦夷大亂最多隻是起到了間接的作用，也就是我們前面提到的阻斷了北海道阿伊努人退路的作用。
所以總體來說，北海道並不曾在元朝時向其臣服，但部分阿伊努人確實成為了元朝的臣屬，而因為他們與北海道之間的聯系，可以說此事對北海道乃至整個日本的歷史也都曾產生過一些影響。