至元初年，元世祖忽必烈鞏固對中原漢地的統(tǒng)治后，立即著手恢復(fù)大汗對西道諸王的政治控制。他詔令窩闊臺后王海都入覲，把察合臺系諸王八剌從朝廷派回察合臺兀魯思，控制當(dāng)?shù)鼐謩?。海都拒不入朝，至元五?1268),在按臺山挑起兵端。返回中亞奪得察合臺兀魯思汗位的八剌也為爭奪斡端(今新疆和田)與元朝開戰(zhàn)。六年，海都、八剌和術(shù)赤后王忙哥貼木兒在答剌速河谷舉行忽里臺，劃分各自在中亞草原的勢力范圍和河中農(nóng)耕區(qū)的財賦收入，聯(lián)合反對大汗和伊利汗阿八哈。至元八年，忽必烈命皇子北平王那木罕出鎮(zhèn)阿力麻里(今新疆霍城西北克根河西岸)。此后，元政府采取置驛、遣使安撫、設(shè)畏兀兒斷事官等措施，不斷加強(qiáng)對天山南北的統(tǒng)治，企圖相機(jī)西進(jìn)。十三年，那木罕所部宗王昔里吉等叛亂，械系那木罕與安童，逾按臺山占領(lǐng)吉利吉思，并于次年分道東進(jìn)。八月，伯顏率元軍破昔里吉于鄂爾渾河。戰(zhàn)事延續(xù)五年之久，元軍雖收復(fù)嶺北，海都在畏兀兒之西的勢力卻迅速發(fā)展起來。二十二年，海都擁立的察合臺兀魯思汗篤哇圍畏兀兒都城火州，大掠后退兵，以后又連續(xù)進(jìn)犯畏兀兒地區(qū)。二十四年，東道諸王以斡赤斤后王乃顏為首，又在遼東叛亂。忽必烈親征，敗叛軍主力，擒乃顏。次年，諸王合丹等復(fù)叛，被元軍擊潰東逃，數(shù)年后敗亡。二十五年，海都、篤哇舉兵東犯，二十年春，掠稱海，至杭海山，擊敗鎮(zhèn)邊宗王那木罕以及甘麻剌，進(jìn)據(jù)和林(今蒙古人民共和國哈爾和林)。忽必烈最后一次率軍親征，復(fù)和林，留伯顏鎮(zhèn)守。至元之末，元政府已明顯地收縮了天山南部的防線，在嶺北順利地將海都逐出按臺山，牢固地控制了視宗“肇基之地”。忽必烈死后，皇太子真金之子鐵穆耳即位，是為成宗。元貞二年(1296)秋，西北諸王藥木忽兒，兀魯思不花糧匱厭亂，歸投于元廷。后從大德元年(1297)至四年，元軍與海都、篤哇在北地屢次交鋒。五年，皇侄海山與大將床兀兒等與海都、篤哇苦戰(zhàn)鐵堅古山。海都先勝后敗，與篤哇退出嶺北，不久病死。