早在忽必烈、阿里不哥争汗位之前，蒙古帝国已经分成若干个汗国，大部分汗国都拥戴阿里不哥继承汗位，但忽必烈也是汗位的合法继承人，蒙古人不像汉人那样讲究顺位继承，全看继承人中谁的拳头大，干的过就称汗。于是阿里不哥和忽必烈的大战一触即发。蒙古帝国主要的三个汗国钦察、察合台、窝阔台都支持阿里不哥，而忽必烈的实力处于绝对弱势，蒙古各大贵族也都心向阿里不哥。
1260年7月，阿里不哥率大军南下讨伐忽必烈，此时的忽必烈处于战略防守阶段，只要挡住阿里不哥的这波攻势就会获得防守反击的机会。战斗十分惨烈，双方护佑损失，但阿里不哥战线拉得太长，后援补给通道又被忽必烈给截了。双方相持良久，阿里不哥支撑不住只好退兵。阿里不哥退守和林，忽必烈乘胜追击，一方面切断和林的补给通道，另一方面把和林围得水泄不通。最终阿里不哥弹尽粮绝向忽必烈求和，忽必烈自觉现在还吃不掉阿里不哥，便议和退兵了。双方第一次较量以忽必烈小胜告终。
第二年缓了一口气的阿里不哥再次寻求决战，阿里不哥以迅雷不及掩耳之势连续摧城拔寨，双方士兵交战时阿里不哥已侵占忽必烈的北方腹地昔木土脑儿，两军在此上演了决定蒙古帝国命运的决战。战役很重要，但形势却是一边倒。忽必烈以步骑混合兵团迎战阿里不哥的蒙古铁骑，结果阿里不哥被打的毫无招架之力，仓皇西逃。此一战消灭了阿里不哥的主力部队，令其再无与忽必烈较量的资本，数年后无法维持的阿里不哥最终投降了忽必烈，忽必烈获得了最后的胜利。
忽必烈的胜利也导致了蒙古帝国的分裂，三大汗国只效忠阿里不哥，忽必烈没有得到他们的认可，虽然忽必烈继承了汗位，但三大汗国都不承认他的汗位，并且纷纷宣布独立，而忽必烈也无力维持蒙古帝国的统一。阿里不哥拥有三大汗国的支持，兵多将广，为什么还会输呢？这倒不怪阿里不哥，实在忽必烈的后盾太强大。双方决战那年，忽必烈已经统治中原地区近三十年，忽必烈不仅能从汉人地区得到源源不断的后勤补给，还能将蒙古的骑兵和汉人的步兵结合到一起，组成混合兵团，其战斗力不是阿里不哥的纯骑兵可以比的。而且中原地区人口众多，物产丰富，三大汗国加起来都达不到中原地区的生产力。强大的后勤，丰富的兵源，多兵种混合作战，忽必烈想不赢都难。
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