1260年三月，忽必烈在開(kāi)平(今內(nèi)蒙古正藍(lán)旗)召開(kāi)忽里臺(tái)，即大汗位，建元中統(tǒng)。蒙哥少弟阿里不哥在漠北和林(今蒙古人民共和國(guó)哈爾和林)即大汗位，據(jù)有漠北地區(qū)。駐軍六盤(pán)山的蒙古軍主帥渾都海，奉蒙哥命主管陜西政務(wù)的劉太平，以及四川蒙古軍的一些將領(lǐng)，擁護(hù)阿里不哥為汗，企圖以秦蜀之地響應(yīng)。忽必烈為了爭(zhēng)取漢族封建主武裝力量的支持，任命漢族官僚士大夫擔(dān)任軍政要職，采取一系列符合中原地主階級(jí)利益的措施，并仿遼、金舊制，建立中統(tǒng)年號(hào)，把開(kāi)平作為中心，同阿里不哥抗?fàn)?。忽必烈遣廉希憲為京兆等路宣撫使，急駐赴任，殺劉太平、霍魯海和四川軍中附阿里不哥的將領(lǐng)。又詔令陜西四川宣撫使八春節(jié)制諸軍，命鞏昌權(quán)總帥汪良臣統(tǒng)率陜西以軍防御六盤(pán)山的軍隊(duì)。九月，阿里不哥派阿藍(lán)答兒領(lǐng)兵南下，至西涼府與渾都海軍會(huì)合東來(lái)。忽必烈命諸王合丹、合必赤與八春、汪良臣等率蒙漢軍迎戰(zhàn)。兩軍大戰(zhàn)于刪丹(今甘肅山丹),阿里不哥軍潰敗，忽必烈于是完全控制了關(guān)隴川蜀地區(qū)。同時(shí)，忽必烈親自率軍北征，攻打阿里不哥。前鋒移相哥敗阿里不哥軍，迫使他退守吉利吉思。忽必烈命宗王移相哥統(tǒng)領(lǐng)一軍留駐和林，以待阿里不哥。十月，忽必烈領(lǐng)兵南返，回到開(kāi)平。1261年秋，阿里不哥又移帥東還，襲敗移相哥軍后，乘勝南下。忽必烈得警，急征調(diào)張柔、嚴(yán)忠嗣等七處漢軍，并令董文炳率射手千人，塔察兒率軍七萬(wàn)人隨從出征。十一月，雙方戰(zhàn)于昔木土腦兒(今蒙古蘇赫巴托省南部),死傷相當(dāng)，各自退兵。因忽頭烈切斷了漢地對(duì)漠北的物資供應(yīng)，阿里不哥陷于困境，便派阿魯忽前往主持察合臺(tái)兀魯思。但阿魯忽取得汗位后，拒絕向阿里不哥提供物資，并扣留其使者，于是阿里不哥舉兵西擊阿魯忽。阿魯忽近戰(zhàn)大勝而回，不再戒備。阿里不哥的后軍突然進(jìn)至阿力麻里地區(qū)，阿魯忽敗走和田、喀什噶爾，阿里不哥軍遂駐阿力麻里。至元元年(1264),阿里不哥眾叛親離，又怕阿魯忽報(bào)復(fù)，走投無(wú)路，不得不投附忽必烈。與阿里不哥戰(zhàn)后，忽必烈從此控制了嶺北局勢(shì)。