八剌不知是计，率大军长驱直入，在也里一头扎进阿八哈的包围圈。阿八哈汗见对方来到，一面切断敌人水源，一面四面包围，强攻猛打。
察合台军远来疲弊，又毫无决战的准备。陷入包围后顿时混乱起来，很快便被击溃。八剌汗麾下大将麻耳忽里阵亡，自己也丢失战马险些被擒，靠着卫士拼死保护才逃出重围。阿八哈为了报复，顺势侵入花剌子模、河中地区大肆破坏。堂叔侄之间的争权夺利，遭殃的却是无辜百姓。
也里一战，八剌汗主力荡然无存，自己也因为气愤而中风不能理事，不久便凄凉的死去。察合台汗国中衰，大部分贵族依附于窝阔台汗国，其余不愿臣服于海都的也都被打败，从此沦为窝阔台汗国附庸。
1271 年，海都立察合台孙尼克拜（察合台子撒儿班之子）为察合台汗。但尼克拜在1273年因想复兴察合台汗国被海都所处死。1274 年，海都又立察合台孙不花帖木儿为察合台汗，而不花帖木儿在即位的当年也因不顺从海都而被处死。
1274 年，海都立八剌之子笃哇为察合台汗。笃哇吸取两位前任的教训，对海都死心塌地。
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八剌的轻敌冒进让海都得到了将察合台汗国完全控制的机会，窝、察两国都成为他的势力范围。但总体来说，两国加起来的财力、人力、物力也远远比不上元朝，海都在与元朝的战争中仍是败多胜少，元朝虽不能将他攻灭，他也对忽必烈经营的伊犁河防线无可奈何，从塔剌思联盟成立的1269年到1276年，海都总是在不停进攻又不停被击退的状态下郁闷度日。
然而，似乎如天降洪福一般，正当海都几乎对战争的前景绝望的时候，随同那木罕镇守边疆的蒙哥汗之子昔里吉，蒙哥汗之孙撒里蛮，忽必烈庶弟岁哥都之子脱黑铁木儿，阿里不哥之子明里帖木儿、玉木忽儿，察合台之子撒儿班等宗王突然发动叛乱，劫持那木罕和安童，推举昔里吉为帝，并派出使者与海都和笃哇联系。
海都和笃哇大喜过望，立即出兵趁火打劫，元朝的西北防线全面崩溃，十余万精锐全部丧失，万户伯八战死于谦州，窝阔台汗国占领了伊犁河谷。
忽必烈虽然依靠名将伯颜历时六年平定了昔里吉之乱，但到至元十九年（1282）时，元军的前哨后退到斡端一带，塔里木西部已被窝阔台汗国控制。
元军这边丧城失地，而在西方，忠实的小弟伊儿汗国日子也不好过。埃及的马木留克王朝早就与金帐汗国定有盟约，1277年，一直以光复伊斯兰世界为己任的苏丹拜伯尔斯进攻鲁木，在阿布鲁斯坦战役中重创伊儿汗国军。阿八哈汗连忙亲自赶到南线，处死临阵脱逃的将领，率领军队反击，才勉强稳定了局势。
可拜伯尔斯是马木留克王朝历任苏丹中最为骁勇善战的一个，虽然不能一举击败阿八哈汗，但却连年累月的进攻伊儿汗国的属国亚美尼亚王国，并与另一个属国小亚细亚塞尔柱王朝暗通款曲，严重影响着伊儿汗国的利益。为了解除南线威胁，1281年，阿八哈派弟弟忙哥&；#8226；帖木儿率四万大军攻入叙利亚，亚美尼亚国王尼奥三世也亲率三万军队协助。大军前进到霍姆斯时与马木留克王朝军遭遇。
战斗开始是伊儿汗国军占优，岂料主帅忙哥&；#8226；帖木儿在混战中意外负伤，导致中军后退，这一举动使得军心动摇，马木留克军趁势反攻，伊儿汗国军军再一次惨败于马木留克军之手。
阿八哈被多个敌人搞的焦头烂额，自己又喜欢酗酒，结果在元朝丢失塔里木盆地的同一年，年仅49岁的阿八哈便暴病而死。国内发生他两个弟弟和他的儿子阿鲁浑的争位之战，乱成一锅粥。
伊儿汗国三面临敌，老大元朝离得太远，要说帮忙实在有心无力。盟友拜占庭帝国日薄西山，只能在口头上做些支持。如果内乱持续较长时间，很有可能导致被金帐汗国、察合台汗国和马木留克王朝瓜分。而一旦真的如此，西线没有了牵制，又让塔剌思联盟得到了世界上仅次于中国的富庶地区波斯，对于元朝的威胁可就不会仅仅停留于“边患”的程度了。
对于侄子的暴死和弟弟国家的内乱，忽必烈一定会在无可奈何中辗转反侧吧。
所幸，继阿八哈成为伊儿汗的帖古迭儿想要和马木留克王朝和好，导致将领们的离心，被他所囚禁的侄子阿鲁浑趁机逃脱牢笼起兵反叛，一举推翻叔叔成为新的伊儿汗，稳定了国内局势。
更让忽必烈庆幸的是，已经到了第三代，弟弟旭烈兀家族的忠诚恭顺之心仍没有变，阿鲁浑和祖父、父亲一样，在得到蒙古大汗诏封之前，坚决不肯继位，仅用“摄政”之名执政。直到两年后，元世祖忽必烈的使者“带来诏敕如下：册封阿鲁浑继承其父为汗” ，阿鲁浑才正式以“伊儿汗”之名行使统治权。正如笃哇死跟着海都一样，伊儿汗国仍然牢牢坐在元朝的战车上，不过，笃哇是迫于势，而阿鲁浑则出于情，相比之下，忽必烈要比海都心中多些温暖吧。
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如果说是世界大战双方阵营，到这个时候算是比较确定下来了。金帐汗国、窝阔台汗国、察合台汗国为一方，元朝、伊儿汗国为另一方，其他如拜占庭帝国、小亚细亚塞尔柱王朝、亚美尼亚王国、安条克王国、马木留克王朝等等中小国家按照各自的利益归附于两大阵营。伊儿汗阿鲁忽还试图西欧各国结盟，派出多个使团前去和英、法、神圣罗马等国国王和罗马教皇联系，甚至不惜承诺只要西欧各国愿意结盟打击马木留克王朝，自己便皈依基督教。要是欧洲的教皇和国王们还有东征的兴趣，再组织一次十字军东征，当时世界的局势就更加混乱热闹了。可经过近两百年连续八次的失败，教皇和国王们已经学乖了，再加上蒙古人在窝阔台汗时期公然威胁过教皇，表现出进军西欧的企图，后又一直打到多瑙河残破东欧，他们也对蒙古人怀有极大地疑惧，只是热情接待来使，却并不答应结盟出兵。
从1285年开始，两大阵营频频交兵，“塔剌思联盟”阵营采取攻势，而元、伊儿汗国则基本采取守势。
1285 年，海都与笃哇率大军 12 万攻打元朝西域重镇哈剌火州（今吐鲁番东），哈剌火州统治者火赤哈儿的斤被迫将女儿送笃哇，换得解围后东撤到哈密力（哈密），海都、笃哇军乘胜追击至哈密力，火赤哈儿的斤战死。
1287 年，海都联合元朝东部宗王乃颜、失都儿、合丹等组成新一轮的“反忽必烈联盟”。忽必烈御驾亲征，首先打败东部乃颜之军，留军队驻守和林，阻止海都的东进。两个月之后，乃颜被俘并且被处死，但其余众继续抵抗，直至 1292 年才被元朝政府彻底平息。
1288年，笃哇在海都的支持下进攻伊儿汗国，抢夺呼罗珊东部大片领土。
1289年，海都和都哇率军越过阿尔泰山大举进攻漠北，在杭爱山附近与元军大战，元军被打败后向东撤退。哈剌和林守城将领投降海都，海都占据了和林。忽必烈于同年七月再次亲征海都，海都得知后，弃城西撤。和林被元军收复。忽必烈军乘胜追击，将海都、都哇的势力逐出阿尔泰山北部。从此，窝阔台汗国与元朝的边界便成为了阿尔泰山，这种状况一直保持到1298年。
1290年，只有32岁的伊儿汗阿鲁浑因求长生而服食金丹导致重病不起，金帐汗忙哥帖木儿趁机率军一万由打耳班攻入伊儿汗国，大掠而归。
1291年，马木留克王朝苏丹阿失剌甫攻克十字军在西亚的最后一个据点；将叙利亚的西欧人完全驱逐出境；并引兵进攻蒙古军在亚美尼亚据守的哈剌特罗堡；驻守在这里的蒙古军全部战死。与此同时，笃哇再次也入呼罗珊地区，呼罗珊东部彻底为窝、察两国的武力所控制。
1294年，元世祖忽必烈病逝于大都，临终仍念念不忘那个不听话的侄子海都对于自己的威胁。新继位的元成宗铁穆耳一时还无力采取攻势，仍是命宗王延边驻守“屯列大军，备其冲突” 。可是，成宗对西北边防守将的安排非常不当，将重任交给了自己的叔叔宁远王阔阔出。这位老王爷没什么才能，而且疏忽大意。结果在1298 年，海都、笃哇率军侵入畏兀儿地，大兵压境之时，阔阔出和其他宗王竟然喝酒喝得大醉，连马都上不去。忽必烈的女婿汪古部宗王阔里吉思单独率军抵挡，连续三次击退联军，但终因寡不敌众，元军后援迟缓，在第四次交战时被俘，元军大败。
从1264年开始，三十余年间，大战数十起，小战无数，干戈不断，生灵涂炭。战争总会结束，总要以一方的失败认输来告终。从总体实力来说，“塔剌思联盟”弱于元朝和伊儿汗国，连年用兵，窝、察两国属地的中亚一带更已经是民不聊生，胜负的天平应偏向于元、伊联盟。而伊儿汗国三面受敌，无力进行反攻，发动反攻以结束战乱的任务，只能由元朝来担负了。
元成宗时代，元朝已经改变了世祖时四处用兵的政策，对于安南、日本的攻略都停止了下来，终于可以全力对付西北的压力了。而相对的，海都和笃哇却走了一步臭棋，收留了金帐汗国属国白帐汗国的宗王古亦鲁克，此人与堂兄伯颜争位失败来寻找庇护。白帐汗伯颜害怕海都和笃哇会支持古亦鲁克回国夺位，干脆也不顾自己的宗主金帐汗国的意思，遣使元朝希望联盟。虽然元朝感到白帐汗国路途遥远，没有答应，但海都和笃哇身后平添了一个敌人，成了腹背受敌，不得不用大量兵力防备白帐汗国，局势相当不利。
如此，元朝虽有1298年的大败，也就算不得什么大事。元大德三年，也就是1299年，元成宗免了阔阔出兵权，任命自己二哥答剌麻八剌之子海山出镇漠北，驻地为按台山，筹划反攻事宜。
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1300年，海山出兵西征窝阔台汗国，与窝、察联军会战于阔别列之地，虽然击退联军，但却被海都夜袭了辎重，导致军粮不济，未能乘胜扩大战果。成宗于是派大哥晋王甘麻剌取代海山指挥元军。
见元朝转守为攻，海都和笃哇也不得不以攻代守。1301 年，二人率窝阔台、察合台两系诸王四十多人统领大军越过阿尔泰山，猛攻元朝戎北大本营按台山。元军也在甘麻剌、海山等人的指挥下大军反击。双方在帖坚古山（今蒙古巴彦乌列盖省德龙以西图格雷格）一带展开鏖战，这便是改变当时世界格局的关键之战——“帖坚古山会战”。
因为笃哇驻地遥远，海都率军到达帖坚古山时，笃哇所部还未赶到。元军在大将床兀儿率领下趁其立足未稳，迅速发动进攻，将其击退。然而，二日后，笃哇率军感到，窝、察两军回军力战，元军失利，危急关头，皇侄海山“挥军力战，突出敌阵” ，并在混战中箭伤笃哇，终于保住主力后撤。
三日后，窝、察联军再次西进，与元军战于兀儿秃之地，大将床兀儿“又独以其精锐驰入敌阵，戈甲戛击，尘血飞溅，转旋三周，所杀不可胜计。” 联军溃退。
经此大战，双方兵马损失都相当之大，元军虽小胜，却也无力再战。在甘麻剌、海山率领下撤退。而海都、笃哇虽都在战斗中负伤，但为了能重创元军，都忍痛率军兜后追击，一度逼近和林，和林的宣慰司官员惊慌失措，竟然烧毁府库撤退。可窝察联军也已到了强弩之末，未能再前进。官员们这才又回到和林。
“帖坚古山会战”，元军动用兵马十余万，皇帝的兄弟、侄子等亲贵统兵，却打得很不光彩。再加上最后的和林大撤退，更是丢尽了脸面。成宗大怒，把在和林不战而逃的官员、军士都发配云南谪征。
不过，成宗很快便转怒为喜。海都和笃哇撤军之后不久，一代枭雄海都便在回军途中离世了。至于他的死因，《史集》中所言是伤重不治，《瓦撒夫史》和《完者都史》则记载是因病而死，至今尚无定论。而随着他的死，窝、察两国的主从地位迅速调转过来，隐忍了二十余年的笃哇终于为父亲报了仇，依仗自己的实力否决了海都生前所定的其贤明勇敢的儿子斡鲁思的继承权，将各方面颇为平庸的察八儿立为窝阔台汗，控制了窝阔台汗国。
而笃哇在对于世界大势的考量上也要比海都务实的多，他只想成为中亚霸主，不想再为虚无缥缈的“传统”、“正统”浪费国力。1303 年 8 月，笃哇和察八儿派使臣明里帖木儿出使元朝，表示恭顺罢兵之意。元成宗大喜，厚赐以金币，并派出使臣和窝、察两国使臣一起前往西方面见伊儿汗和金帐汗，希望各国全部罢兵修好。
1304年9月19日，三国使臣到达伊儿汗国陪都蔑剌哈向伊儿汗完者都宣读约合诏书，完者都是阿鲁浑三子，对于元朝仍很恭顺，再加上他继承了哥哥合赞汗改革的果实，只想好好过日子，于是积极响应。次月，完者都在阿塞拜疆的木甘草原会见金帐汗脱脱的使臣，两国罢兵修好。
这场绵延四十年的世界大战，终于落下了帷幕。元成宗铁穆耳也享受到了爷爷忽必烈所从未享受到的荣耀，在名义上成为了所有蒙古国家的宗主。
正如伊儿汗完者都写给法国国王金发菲利普的信中所说：“我辈兄弟因信恶臣之谗言，以至失和，乃今铁穆耳合罕、脱脱、察八儿、笃哇和吾等其他成吉思汗诸后裔，皆赖上天之灵与福荫，借宿迄今已有四十年之久的纷争，复和好如初。由是东起日出地南家之国，西抵Talu之海，已使驿路交会为一，我辈之国皆相沟通。”
马可&；#8226；波罗在他的游记中，曾经称赞忽必烈说：“大汗的御名为忽必烈汗，最后这个字在我们的语言中是指众王之王。他的确配得上这个称号，因为就所统治的人民的数目，幅员的辽阔，收入的巨大，他已超过了世界上过去和现在的一切君王；并且也从没有一个君主具有他那样的权威，获得他所统治的人民的绝对的服从。” 这段话也许放在元成宗身上更为合适，至少在他统治期间，“众王之王”是实至名归的。
当然，这样的约合只能在短时间内维持和平，元成宗也维持不了多久作为所有汗国宗主的荣耀。笃哇以及继承其位的宽阇不断地削弱窝阔台汗国实力，并和元朝一起瓜分其领