蒙哥在钓鱼台之战死后黄金家族内部开始了又一次你死我活的兄弟相残。拖雷的四个儿子中蒙哥为长子，幼子阿里不哥以蒙古幼子守业的传统为理由，又与蒙古各地封王和贵族取得联系，召开忽里台大会。阿里不哥很清楚，对他的汗位造成直接威胁的正是他的哥哥忽必烈，因此他选择在蒙古本土也就是阿里不哥自己的地哈拉和林召开大会，这样就能迫使忽必烈离开自己的势力范围，以便逼他就范。
这时的忽必烈正忙于对南宋军队的作战，当他接到蒙哥死讯的时候，部将劝他回师，而他的回答是：今已渡江，是言何益。很明显忽必烈不愿退军，他的打算是先占领南宋，以便增加自己夺汗位的胜算。但是一件事摆在忽必烈的眼前，如果此时不回去留在漠北的弟弟肯定不会无动于衷的，这时就在后方的妻子告诉他关于弟弟阿里不哥的阴谋，这样一来忽必烈不得不回去与弟弟争夺汗位，与南宋草草签订一份合约，留下一小部分军队后，挥师北上。对于南宋方面是一个好消息，南宋有了时间做好防御准备，也让这个命途多舛的王朝有延续几年。
面对阿里不哥咄咄逼人的阵势，忽必烈采取了先发制人的策略，在1260年四月抢先召开忽里台大会，宣布即大汗位。大汗位被忽必烈抢先让阿里不哥措手不及，只得在1260年夏季，匆忙举行大会宣布继位大汗，这样一来就出现了漠南漠北两大汗王相互对抗的局面。
这次较量中阿里不哥和忽必烈都有一定的支持者，阿里不哥得到西道诸王的支持，忽必烈的到东部诸王的支持。而旭烈兀和钦察汗国虽表面保持中立，但是暗地里却支持阿里不哥。所以说胜利一开始是倒向阿里不哥。
忽必烈也不甘示弱，采取了一系列重要举措，在即位后向天下颁布《即位诏》，诏书中明确宣布：“祖术变通，正在今日。”意味着他向中原儒士发出信号，采取汉制。在对南宋的作战由进攻转为防御，避免腹背受敌。这样一来忽必烈有一个安稳的后方。
1260年秋，阿里不哥兵分两路，大举南下。直逼忽必烈的腹地燕京，忽必烈亲自领兵出击，并成功击退了阿里不哥不得不退回封地吉里吉思，忽必烈顺利进入和林。在接下来的几场关键性战役中阿里不哥出现了严重的指挥错误，阿里不哥军队的节节败退导致他的盟友们纷纷倒戈支持忽必烈。1246年春天，阿里不哥的军队军心涣散，绝望的阿里不哥在这一年的七月向哥哥忽必烈投降。投降时忽必烈问阿里不哥：“我的弟弟，我们两人究竟谁有道理做这个汗位。”这位失败者回答到：“从前是我，现在是你。”
长达五年的汗位争夺就此结束，忽必烈下令处死了阿里不哥的许多将领，一个月后阿里不哥也神秘病死。而胜利者忽必烈统一中国建立元朝史称元世祖！
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