1260年，蒙哥汗在四川合川攻城中，中流矢身亡。

消息傳來(lái)，當(dāng)時(shí)忽必烈正統(tǒng)帥三路大軍圍攻鄂州(武昌)，宋丞相賈似道屯兵漢陽(yáng)，重慶之宋軍也南下援鄂。奉命從云南北上的兀良哈臺(tái)將軍的部隊(duì)，也在潭州(今長(zhǎng)沙)受阻，忽必烈不得不分兵解圍才與之會(huì)合。

這時(shí)候，忽必烈的妻子察必從漠北捎來(lái)信息，留守帝國(guó)首都哈喇和林的忽必烈幼弟大有奪取汗位之勢(shì)。情勢(shì)緊迫，斷不可猶豫再三。忽必烈在軍前召集幕僚商議。郝經(jīng)建議“斷然班師，銷禍于未然“，廉希憲也建議“愿速還京，正大位以安天下“，正在此時(shí)，賈似道恰好遣使約和，于是雙方商定，以長(zhǎng)江為結(jié)，宋向蒙古每年納銀二十萬(wàn)兩，絹二十萬(wàn)匹。

忽必烈輕車簡(jiǎn)從到達(dá)燕京(今北京)，駐其近郊。而這時(shí)候，阿里布哥已派脫里赤在燕京召集軍隊(duì)包抄忽必烈。忽必烈遣散了脫里赤的軍隊(duì)，同時(shí)秘令自己的軍隊(duì)火速北返。這時(shí)候，阿里布哥派信使召集忽必烈參加漠北和林的忽里勒臺(tái)會(huì)議，選舉新汗。忽必烈未予理睬，并命廉希憲到開(kāi)平(后稱上都，今內(nèi)蒙古正藍(lán)旗)，觀察事態(tài)發(fā)展。又命塔察爾赴宗王塔察爾處，勸其支持忽必烈為汗，得到塔察爾的贊同。

忽必烈返回開(kāi)平，召集部分宗王開(kāi)會(huì)，在他們支持下，忽必烈登上大汗位。按照成吉思汗定下的扎撒規(guī)定，蒙古選汗必須在鄂嫰河之地召開(kāi)選汗大會(huì)，而且必須有各系宗王參加，忽必烈自行選汗，顯然有違傳統(tǒng)。在哈喇和林的選汗大會(huì)上，阿里布哥得到術(shù)赤系察哈臺(tái)系窩闊臺(tái)系大多數(shù)蒙古宗王的支持，即大汗位。

忽必烈另一個(gè)弟弟旭烈兀，正領(lǐng)軍發(fā)動(dòng)第三次西征。旭烈兀當(dāng)時(shí)已攻克巴格達(dá)，敘利亞蘇丹納昔爾派其子向旭烈兀表示臣服，旭烈兀將使者遣回，要求納希爾投降。蒙古大軍繼續(xù)西進(jìn)。旭烈兀兵分三路，進(jìn)軍敘利亞，先后攻占美索不達(dá)米亞北部諸城，渡過(guò)幼發(fā)拉底河。旭烈兀架炮攻城，納昔爾逃奔埃及，蒙古軍隊(duì)占領(lǐng)大馬士革。這時(shí)候，傳來(lái)蒙哥汗死訊。旭烈兀于是班師，回到波斯。回到波斯后，旭烈兀得知忽必烈已經(jīng)在開(kāi)平即大汗位，并且和阿里布哥發(fā)生了汗位之爭(zhēng)。旭烈兀與忽必烈關(guān)系向來(lái)不錯(cuò)，于是決定不在赴和林，而留在波斯。

這樣，由于汗位之爭(zhēng)，蒙古帝國(guó)正式分裂。其中支持阿里布哥的術(shù)赤系別兒哥，封地為從額爾齊斯河到第聶博河(烏克蘭)的廣大地區(qū)，統(tǒng)治中心在伏爾加河的薩萊(阿斯特拉罕附近)。支持阿里布哥的窩闊臺(tái)系海都，封地為準(zhǔn)噶爾盆地北部，包括今塔城、阿勒泰地區(qū)和蒙古的西部。察哈臺(tái)系汗位虛懸(后為阿里布哥派出的阿魯忽)，封地為東至伊犁河流域，西至阿姆河流域的土地。由于察哈臺(tái)系和窩闊臺(tái)系曾反對(duì)蒙哥即位，所以阿姆河和錫爾河之間的河中地區(qū)被劃給了支持蒙哥汗的術(shù)赤系。高昌(維吾爾)由于亦都護(hù)歸屬成吉思汗較早，保留了自己的領(lǐng)地，不屬于任何宗王的封地，歸蒙古大汗直轄。阿姆河以西，直到地中海，包括波斯伊拉克敘利亞小亞細(xì)亞，歸拖雷系旭烈兀統(tǒng)轄，統(tǒng)治中心在波斯的大不里士。

一場(chǎng)以忽必烈和旭烈兀為一方，以阿里布哥和術(shù)赤系別兒哥窩闊臺(tái)系海都察哈臺(tái)系阿魯忽為另一方的大戰(zhàn)即將開(kāi)始了。這是當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的軍隊(duì)。當(dāng)時(shí)世界其他地區(qū)的形勢(shì)是，在術(shù)赤封地以西，是羅馬教皇的基督教世界(西班牙在阿拉伯穆斯林統(tǒng)治下)。在旭烈兀封地以西的小亞細(xì)亞，基督教的東羅馬帝國(guó)的拜占廷還在君士坦丁堡茍延殘喘。在旭烈兀封地以南的埃及，是一個(gè)通過(guò)政變上臺(tái)的突厥人建立的穆斯林王朝，羅馬教皇派出的英國(guó)人和法國(guó)人組成的十字軍和穆斯林埃及正不斷發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)。

蒙古國(guó)家軍隊(duì)的主力，原由蒙哥汗統(tǒng)帥進(jìn)攻南宋，蒙哥汗蒙難后，四川方面蒙古軍進(jìn)攻不得不停下來(lái)。在大將哈喇布花率領(lǐng)下，退居六盤(pán)山與渾都海部會(huì)合。阿里布哥分遣阿藍(lán)答兒進(jìn)軍西涼府，與哈喇布花渾都海部會(huì)合。另遣玉木忽兒和哈喇察爾南征。又派霍魯懷，劉太平赴陜西，欲與六盤(pán)山駐軍聯(lián)絡(luò)，自關(guān)中進(jìn)兵。忽必烈命廉希憲為京兆等路宣撫使，與商挺同往。廉希憲到任后，先發(fā)制人，以謀反罪處死了霍魯懷和劉太平。接著，忽必烈詔令八春為陜西四川宣撫使，節(jié)制諸軍。命汪良臣統(tǒng)帥陜西漢軍，監(jiān)視六盤(pán)山部隊(duì)。阿里布哥令阿藍(lán)答爾領(lǐng)兵到西涼府后，與渾都海軍會(huì)合東來(lái)。忽必烈命諸王合丹合必赤和八春汪良臣等率蒙漢諸軍，與六盤(pán)山軍隊(duì)會(huì)戰(zhàn)耀碑谷，啊里布哥軍大敗，阿藍(lán)答兒渾都海等被殺。

于是忽必烈決定親征和林。阿里布哥敗逃謙謙州(既唐奴烏梁海，今圖瓦)。忽必烈命宗王移相哥統(tǒng)領(lǐng)一軍駐扎和林，以待阿里布哥。自己領(lǐng)兵南返。在燕京賞賜擁立諸王。然后返回開(kāi)平。

在說(shuō)察哈臺(tái)汗國(guó)，由于察哈臺(tái)系和窩闊臺(tái)系在蒙哥選汗時(shí)反對(duì)蒙哥汗，河中地區(qū)被蒙哥汗劃給支持他的術(shù)赤系，自己封地僅限東部，而且察哈臺(tái)孫哈喇斡忽勒在返回途中夭折，其妻兀魯忽乃可敦監(jiān)國(guó)達(dá)十余年。蒙哥大汗死后，由于發(fā)生了忽必烈和阿里布哥的汗位爭(zhēng)奪，忽必烈和阿里布哥都企圖占據(jù)察哈臺(tái)汗國(guó)。該地區(qū)成為角逐之地。忽必烈派曾供職于他身邊的察哈臺(tái)曾孫阿必夫和的兒子兀魯乃任察哈臺(tái)汗國(guó)國(guó)主。不想途中被阿里布哥軍隊(duì)所殺害。阿里布哥以謙謙州為基地，控制了察哈臺(tái)封地，并派察哈臺(tái)六子拜達(dá)爾之子阿魯忽成為察哈臺(tái)汗國(guó)國(guó)主。同時(shí)命他軛守阿姆河，防范旭烈兀東接忽必烈。