窝阔台汗国的封地第三次变化，是在忽必烈的时候。当忽必烈与兄弟阿里不哥争夺汗位大打出手的时候，窝阔台的一个孙子海都（合失的儿子）站在阿里不哥一边。后来，阿里不哥失败被俘后，很多原先支持阿里不哥的宗王，转过去支持忽必烈。但是海都拒绝投降，把窝阔台的那些孙子们联合起来，同时与术赤部分后人，以及察合台部分后人联合起来，共同对付忽必烈。当时，因为忽必烈要进攻南宋，所以给了海都崛起的机会，这时候，窝阔台汗国的疆域面积变得十分广阔。
（同样的，如果说成吉思汗当年并没有分封窝阔台土地的话，海都这算是第一次建立了窝阔台汗国。）
当忽必烈拿下南宋，完成统一后，他回过头来平定海都的叛乱。不过反反复复，一直没有真正打败海都。直到1301年，海都在与元朝的作战中受伤去世后，他的儿子们没有海都的能力，又互相内讧，后来又和察合台汗国后人发生摩擦。这样，在元朝的分化下，窝阔台汗国的地盘越来越小，最后于1309年，窝阔台汗国灭亡。
（参考资料：《元史》《蒙古秘史》）
