约在中统二年（1261年）秋，阿里不哥之军伪装投降戍守漠北的移相哥，趁移相哥放松警惕之时，对移相哥的军队发动突然袭击，结果阿里不哥之军大败移相哥的军队，横扫漠北，直指漠南。忽必烈闻讯后，迅速调集大量军队应战。
十一月，双方军队在昔木土脑儿展开决战，忽必烈军队重创阿里不哥之军，阿里不哥率领残部向北逃窜。十天之后，蒙哥汗的儿子阿速带率兵去支援阿里不哥。趁忽必烈的军队撤退之际，阿里不哥与阿速带商议好，折军回去，在失烈延塔兀之地与忽必烈军队遭遇。
这场战争进行得非常惨烈，双方士兵由于路途遥远急速行军而大量死亡。同年冬天，双方均把军队撤到了自己的控制区，以养精蓄锐。到中统三年（1262年），阿里不哥与察合台汗国的首领阿鲁忽之间又爆发了战争。靠阿里不哥扶植而成为察合台汗国首领的阿鲁忽到任后，致力于强化自己在察合台汗国的统治，同时派军夺取术赤兀鲁思占据的撒麻耳干、不花刺和河中地区。
这时，阿里不哥派来的使节到察合台汗国征集了大量的牲畜、马匹和武器。阿鲁忽眼红这批财物，便以各种借口加以扣留。于是阿里不哥的使者扬言："这批财物是我们奉阿里不哥诏命征收的，与阿鲁忽有什么相干？"此话触怒了阿鲁忽，于是他命令把这些使节抓起来，夺回了那批财物。这种情形下，阿鲁忽为了自保，开始倒向忽必烈。
