元世祖（公元1215年－公元1294年。）成吉思汗选定第三子窝阔台为继承人的时候，窝阔台谦逊地说：“只怕后世子孙不才，无法继承下去。”成吉思汗安慰他说：“即便你的子孙全都不才，我那么多儿子，就挑不出一个好的继承人来吗？”他当时并不知道，就是这句话，竟然酿造出了新的矛盾和无尽的纠纷。
窝阔台被指定为继承人以前，争斗最凶的是术赤和察合台，他被指定为继承人以后，和拖雷的矛盾逐渐激化。成吉思汗破坏传统的幼子守灶制度，决定传位给窝阔台后，为了补偿拖雷，把一大片土地和12．9万主力军中的10．1万人都交给了他，拖雷的势力迅速坐大，足以和窝阔台相抗衡。
术赤素来和拖雷交好，而察合台则与窝阔台亲近，两人虽被远封异域，但其子孙、亲信留在蒙古草原的，依旧水火不容，各支持一方，形成了两大敌对的势力。1227年，成吉思汗去世，虽然遗命传位给窝阔台，却让拖雷暂时监国，同时表示“忽邻勒塔”制度仍然保留。拖雷拖延了整整两年，不肯召开“忽邻勒塔”选举可汗，在察合台和窝阔台党羽的竭力反对下，才被迫召开大会。
正史上记载，很多贵族都拥护拖雷，全靠拖雷反复游说，才终于选定窝阔台继承汗位。然而如果真是这样，大会就不会一拖两年，更忽必烈在巩固了自己的地位、作了长期备战后，便以宋廷拘囚郝经为借口，于公元1267年举兵攻宋不会开了40多天才出结果。总之，窝阔台占据上风后，开始逐步削减拖雷派的势力。
1232年，拖雷在钧州三峰山（今河南禹州境内）大败金军，取得决定性的胜利。回师途中，突然得到窝阔台重病不起的消息。拖雷匆忙前往侍奉，听萨满巫师说，只有亲人代死，才能挽救大汗的性命。拖雷痛哭道：“那就由我代替哥哥去死吧。”喝下巫师调制的符水，很快就咽了气，而窝阔台的病却奇迹般地好了——充满迷信色彩的故事背后，隐藏着残酷的政治斗争和浓重的杀机。
窝阔台死于1241年，遗命由第三子阔出的儿子失列门继承汗位，但其妻脱列哥那（乃马真后）属意于长子贵由（1206～248），因为贵由远征未还，她就拖延“忽邻勒塔”的召开，自己临朝摄政。支持拖雷系的术赤之子拔都（1209～1256）在东欧建立了金帐汗国，至此和窝阔台系正式决裂，不再接受帝国中央的领导。
贵由继承汗位后，蒙古帝国内部分裂倾向更为明显，政治动荡，赋税加重，日益衰败。1248年贵由去世，拔都又跳了出来，他不想继续由窝阔台系统治蒙古，就以成吉思汗长孙的身份，要求贵由妻海迷失后与众大臣共同治理朝政，直至新可汗继立。海迷失后的两个儿子忽察和脑忽都想被选，内部争斗不休，就给了拖雷系以可乘之机。
术赤家族拥立拖雷的长子蒙哥（1208～1259），派军队护送蒙哥回归蒙古草原，用武力胁迫亲贵们召开“忽邻勒塔”，推选蒙哥为汗。1251年，蒙哥继承汗位，开始大规模削除异己，窝阔台、察合台两系的亲王们及其亲信被杀的被杀，被幽禁的被幽禁，这才结束了两派长达二十余年的斗争。
蒙哥对自己的兄弟们也不大放心。其弟忽必烈受命经营中原地区，用汉法治理汉地，不但招致蒙古游牧贵族的不满，也使蒙哥大为惊惧，恐怕兄弟威望日重，将会威胁到自己的汗位。1257年，蒙哥解除忽必烈的兵权，并且派刘太平等亲信到陕西、河南等地征粮，趁便大肆迫害忽必烈的亲信。忽必烈急忙把妻子、女儿送到汗廷作人质，表明自己的忠心，蒙哥这才暂时罢手。
1257年，蒙哥亲征南宋，两年后在四川钓鱼城遭到重创，本人也受伤病死，蒙哥的异母弟末哥急忙派人送信给忽必烈，说：“请你回漠北去，以你的威望维系天下人心。”当时忽必烈正在进攻淮河流域，认为无功而还将损害自己的威信，就没有及时动身。他留在草原的幼弟阿里不哥遂抢先一步，征发草原各军，准备以武力继承汗位。忽必烈的妻子察必听到这个消息，派人去责问说：“发兵这样的大事，成吉思汙的曾孙真金（忽必烈和察必之子）就在这里，为何不让他知道？”
察必密报忽必烈，忽必烈召集众将商议。谋士郝经说：“很明显，阿里不哥已经行动起来了。大王虽然手握重兵，但如果阿里不哥宣称握有遗诏，正式继位，我们还回得去吗？愿大王以社稷为重，与南宋议和，然后亲率轻骑，直捣燕京，使他们的阴谋瓦解冰消。”忽必烈采纳了他的建议，急忙议和北上，]259年年底抵达燕京。阿里不哥派人请忽必烈尽速前往蒙古会葬蒙哥，就便参加“忽邻勒塔”，被忽必烈拒绝了。
次年三月。忽必烈到达上都开平（今内蒙古多伦西北），以蒙哥最年长兄弟的名义，亲自召开“忽邻勒塔’。当时，某些地位崇高的藩王’比如其弟旭烈兀，拔都弟别儿哥等人都未到会，因此虽然众人拥戴，忽必烈还是有点犹豫不决。谋臣廉希宪和商挺私下对他说：“先发制人，后发人制，时机一失，就再也追不回来了。”忽必烈听了这话，悚然出了一身冷汗，终于同意登上汗位。
次月，阿里不哥也在哈剌和林（今蒙古国额尔德尼召北）召开了一个“忽邻勒塔”，在另外一些藩王的拥戴下继位，就这样，蒙古帝国出现了两个可汗，东道诸王支持忽必烈，西道诸王或支持忽必烈，或支持阿里不哥。兄弟间的争斗，最终只能通过武力方式来解决了。忽必烈首先派兵在甘州（今甘肃张掖）击败阿里不哥派的阿兰达儿和浑都海，控制陕西、四川，斩断了阿里不哥一条臂膀。
阿里不哥得不到来自中原的物资供应，被迫于1260年冬天起西撤到谦州（在今叶尼塞河中上游），忽必烈遂占领了成吉思汗时代的首都哈剌和林。阿里不哥一方面派人控制察合台汗国（包括今新疆西部和阿富汗等地区），一方面遣使向忽必烈表示：“我因无知而犯罪，希望您予以宽恕。我绝不再违背兄长的命令了，一等秋高马肥，必定前往上都觐见。”用这种假话来延缓忽必烈的进攻。
1261年秋，阿里不哥奇袭哈剌和林，忽必烈自开平亲征，十一月，两军在昔土木脑儿（今蒙古苏赫巴托省南部）展开大战，阿里不哥兵败逃亡，从此势力日蹙，众叛亲离，阿鲁忽（察合台后裔，受阿里不哥命派往察合台汗国执政）、旭烈兀（时为伊儿汗国可汗）等藩王全都倒向忽必烈一边。1264年7月，走投无路的阿里不哥只好来到开平觐见忽必烈，表示归顺。忽必烈问他：“你说说看，按道理讲，你我兄弟淮应该继承汗位？”阿里不哥把头一昂，回答说：“原来我是对的。现在大汗你是对的。”他只承认失败，不承认忽必烈据有道理。
忽必烈闻言大为恼怒，立刻下令软禁阿里不哥及支持他的诸王，而后将其党羽全部诛杀。阿里不哥虽然在两年后“病死”，但草原诸王，对忽必烈及其后裔的统治仍然多有不满，时常掀起反旗。这都因为忽必烈将统治中心转移到中原地区，虽然因此得到了汉族地主们的支持，掌握了相当大的财力、人力和物力，但同时和蒙古守旧贵族间的矛盾也日益激化了。
1264年，忽必烈迁都燕京，改称“大都”，1271年定国号为“元”；取《易经》上“大哉乾元”之意，忽必烈就是元世祖。草原蒙古帝国的主体，从此转化为一个中原王朝。
