蒙哥死后，忽必烈和弟弟阿里不哥双方矛盾日趋激势，双方为了争夺汗位开始剑拔弩张。蒙古各派势力普遍拥护阿里不哥，阿里不哥试图诱使忽必烈回到和林，逼忽必烈就范，再名正言顺登上大汗宝座，忽必烈不会轻易离开经营多年的漠南大本营冒失北上。
公元1260年，忽必烈在开平城召开忽里台大会，宣布即大汗位，首次采用汉族王朝的年号，中统纪元。一个月后，阿里不哥在林召开忽里台大会，宣布自己为蒙古大汗，兄弟俩之间，拉开了惨烈的争斗序幕。
支持阿里不哥的是蒙哥朝廷的旧臣及西北各汗国的统治者，忽必烈的主要盟友是伊利汗国开创者旭烈兀。四年后，忽必烈取胜。
忽必烈取胜的原因有三：其一，忽必烈手下有一批，能征善战，出谋划策的人。
其二，忽必烈有雄厚的经济基础，打仗在某种程度上打的是钱。其三，忽必烈掌握了汉地，当时阿里不哥在哈拉和林，汉地的粮食送不过去，和林发生了饥荒，忽必烈一旦把汉地的粮食控制住了，和林城就支撑不下去了。
战争结束后，阿里不哥向哥哥忽必烈认输。忽必烈饶恕了阿里不哥。公元1266年，阿里不哥神秘死去。蒙古帝国正是进入忽必烈时代，蒙古政权在经历多年征伐后，统治重心开始南移，忽必烈登上汗位。一改蒙古族传统的生肖纪年法，以中统为年号。中统五年（公元1264年）改元为至元，至元八年，忽必烈定国号为大元。
