蒙哥战死，并没有来得及留下遗嘱，蒙古帝国的汗位又出现了空缺。汗位争夺大战，再次拉开帷幕。
所以忽必烈已顾不上与南宋之间的战争了，急忙引军北还，去争夺汗位。
不过这一次，窝阔台那边的人，就彻底没资格了。只有托雷这边的人，才有资格争夺汗位。
汗位的最佳候选人，就只有两个。一个是忽必烈，另一个是老七阿里不哥。至于托雷的其他几个儿子，就如同当初贵由的几个儿子一样，因为年纪太小，军功不够，无法服众，所以不可能继承汗位。接下来的大汗，就只能从蒙哥的几个弟弟里面挑选。蒙哥一共有十个弟弟，但是这十个弟弟当中，老二死得早，老三、老五没军功，历史上连名字都没记载。老八到老十一，军功也都不行，所以排除在外。这样一来，就只剩老四忽必烈，老六旭烈兀，老七阿里不哥。
不过，蒙哥战死的时候，老六旭烈兀正率领西征军在西亚接近欧州那面去了，根本就来不及回来抢汗位。这样一来，就只剩下了忽必烈和阿里不哥了。
蒙哥还活着的时候，忽必烈就总领漠南汉地。而阿里不哥则是坐镇漠北草原老巢，双方也算是旗鼓相当。所以在这场汗位争夺战开始之后，谁都不服谁，只能兵戎相见。
这一仗，一打就是整整五年。
这场仗如果要细说的话，那就太复杂了。简单来说，就是忽必烈先召开了一次投票大会，名义上自己当上了大汗。但这次投票大会，就有点自吹自擂的嫌疑了。因为漠北这时候还在阿里不哥的掌控当中。而且西亚、中亚的那几个汗国，也没有过来投票。等于是忽必烈自己办了一场投票大会，自己认证自己为大汗。
然后，在经过了五年的战斗之后，阿里不哥最终战败投降。忽必烈打垮了阿里不哥之后，正式建立了元朝，取其“自此开元”之意。然后又着手准备南下灭掉了南宋，统一中国。
但是，忽必烈和阿里不哥的这场内斗，对于蒙古帝国来说，也是一场巨大的灾难。
因为忽必烈和阿里不哥开战之后，西亚和中亚那边的蒙古力量，基本上都支持阿里不哥。只有老六旭烈兀支持忽必烈。而旭烈兀之所以支持忽必烈，最重要的一个原因是，忽必烈在开战之后，许诺旭烈兀可以在西亚那边建立自己的汗国，忽必烈以后不会插手。如此一来，忽必烈虽然统一了中原，但也彻底丧失了对中亚、西亚那几个汗国的控制。大家一看既然旭烈兀可以独立，那我们当然也可以独立啊！从中原到西亚，隔了上万里距离，天高皇帝远的，我们为什么要听你的？
所以，忽必烈虽然打赢了阿里不哥，当上了蒙古大汗，开创了元朝。但却也自此失去了对中亚、西亚那边的控制。
后来忽必烈虽然也想过再次统一，但奈何距离确实太远，除了收拾掉一个窝阔台汗国之外，对于旭烈兀建立的伊尔汗国，拔都建立的金帐汗国，成吉思汗二子建立的察合台汗国，基本上就是鞭长莫及了。
纵观整个过程，我们不难看出，忽必烈能够从一个闲散王爷，最后登上汗位。最主要的原因，就是因为当时蒙古帝国内部的内斗太严重了。蒙古帝国，打仗很厉害，但是在文化以及制度上，确实有所缺失。蒙古帝国内部，根本就没有一个合适的传位制度，这是导致蒙古帝国多次内乱的根源所在。大家都觉得强者为尊，那就只有打过之后才知道谁是最强的了。
当然，除了内斗的环境之外，忽必烈自身的条件，也是极为关键的。比如他自身实力确实够强，统领漠南汉地，军事实力强大，能够打赢阿里不哥；还深受汉文化的熏陶，能够得到汉人地主的支持；政治手腕高超，能够得到蒙古帝国内部很多势力的支持……这些，也都是忽必烈能够上位的重要原因。