被忽必烈打败，逃到封地吉利吉思的阿里不哥，并没有放弃成为蒙古国大汗的梦想，经过半年多的休整之后，他卷土重来。
反攻的第一个目标，自然是大蒙古国的首都哈拉和林。阿里不哥谎称自己率众来降，朴实的哈拉和林守将移相哥疏于防备，被偷袭得手，溃败而逃，阿里不哥重新入主和林城。
忽必烈闻此消息大惊，立即调兵遣将，御驾亲征，北上讨伐出尔反尔的阿里不哥。阿里不哥自然不怵，立即率部南下迎敌。
阿里不哥一马当先率领前锋部队走在最前面，在昔木土脑儿之西（今蒙古苏赫巴托省南部）与忽必烈大军撞了个满怀。他看着忽必烈潮水般的军队，顿生豪迈之情，想要弄潮。不等后续大军到来，他就命令军队出击。双方士兵都是打了鸡血般的厮杀，毫无战术可言，最后还是占据人数优势的忽必烈军队占了上风，阿里不哥军队败逃。
待阿速台率领后续主力部队赶上，阿里不哥回军再战，与忽必烈军鏖战至夜仍不分胜负。自是双方引军后退，对峙于大碛之南。
是年冬，忽必烈撤军，与此同时，阿里不哥也引军返回和林城，准备另选黄道吉日再战。
当全世界都以为阿里不哥要和忽必烈展开第三次大战的时候，意外出现了。原本阿里不哥的死党，他一手扶持的，察合台汗国的兀鲁思阿鲁忽，突然宣布归顺忽必烈。察合台汗国一向是他的粮仓，此番遭遇背叛，他心理上和生理上都受到了极大的伤害。
阿里不哥立即决定，全军讨伐阿鲁忽的察合台汗国，可是全军出征，必定导致和林城兵力空虚，如若忽必烈大军来攻，必定失守。这种情况，阿里不哥已经想到，他出发前和林城中长老们交代，让他们在忽必烈的大军抵达时不要抵抗，开城投降，以免他的宫殿毁于兵火，等到他消灭了阿鲁忽，再返回来干他丫的。
阿里不哥预料对了，预料对了一半。他走之后，忽必烈的大军果然杀到，长老们按计划开城投降，只是阿里不哥却再也没能回到和林。
阿鲁忽的察合台汗国此时，吸收了一些蒙哥攻宋时无主的军队，军事实力有所增强，但和全蒙古的统治者阿里不哥还是有很大差距。阿鲁忽打赢了阿里不哥一支轻率冒进的军队之后，发现阿里不哥举国来攻，只得全军撤退避难。他放弃了美丽富饶的伊犁河流域，包括汗国的都城虎牙思，盛产粮食和苹果的阿力麻里，以保全他的军队。
蒙古人早已习惯了打不赢就跑，那是因为他们过的是游牧生活，很容易把所有的人和财产全部带走。但是这次，阿鲁忽却不能把财产全部带走，因为伊犁河流域是城廓农业区，民众过的是定居生活，他能带走过游牧民众的牛马羊群和蒙古包，却带不走已经习惯过定居生活的民众的锄头和种下的苹果树。
这一年，阿里不哥是在美丽富饶的阿力麻里度过的，他的骑士和战马都吃得很饱。可蒙古人好像不太适应这种没有经历厮杀就轻易获胜的战役，慢慢得，阿里不哥无事可做的骑士们开始肆意杀人，一开始杀在察合台汗国担任过官职的人，后来延伸到为察合台汗国做过一点事的人，最后屠杀对象扩大到所有居民。
而这种行为，阿里不哥竟然没有加以阻止，而是默许。这是十分荒谬的，虽然自成吉思汗以来，蒙古军队就有屠城的爱好，但那基本上是对待顽固不投降的外族人。阿里不哥此番在蒙古人自家的地盘烧杀抢掠，玩屠城游戏，丧失了人心。
阿里不哥和他的骑士们或许觉得，剩下的人越少，他的军队能得到的粮食就越多。几个月下来，原本繁荣富庶的伊犁河流域，已经变得残破不堪，田园荒芜。到了第二年春天，素有“粮仓”之称的阿力麻里竟发生了严重的饥荒，直到这时，阿里不哥和他们骑士们才意识到，粮食如果没人种，并不会自己从地里长出来。
阿鲁忽的军队杀过来时，饿着肚子的阿里不哥军队已没有多少抵抗力，惜命的他不肯与阿鲁忽拼死一博，而是选择了投降。他也没有选择向阿鲁忽投降——他把伊犁河流域搞的土地荒芜，居民离散，落在阿鲁忽手上绝没有好果子吃。于是，他转而向自己的二哥忽必烈投降。
四弟来归降，二哥自然很高兴。忽必烈在对阿里不哥的作战中，一直都很克制，要给自己的四弟保留威严和体面，他心里一直有一个念头，那就是让自己的四弟重新成为蒙古本土的统治者，代理自己管理蒙古本土。忽必烈志向远大，并不囿于漠北的一方天地，他在意的是天下万方。
而且，支持阿里不哥的宗王贵戚太多，残酷的方式处置必然会导致人心的离散，甚至会使大蒙古国分裂。所以，即使阿里不哥多次与自己相争，又在伊犁河流域犯下大错，但忽必烈依然支持他重新成为蒙古王。
成为俘虏的阿里不哥走进了忽必烈的大帐，帐内堆满了美酒佳肴，也坐满了宗王贵戚，主位上，坐着不怒自威的忽必烈，场面十分肃穆。
对二哥以何种态度交谈，阿里不哥很矛盾。他原本可以和阿鲁忽拼死一战，但他却选择了投降自己的二哥，自然是为了求生。但他又不想在那么多宗王贵戚面前，对二哥过于卑躬屈膝，他心里还残存着曾经蒙古统治者的一点尊严。
此时他瞧看见了忽必烈凌厉的目光，惊得两腿一软，双膝着地，给忽必烈一丝不苟的行了跪拜大礼。同时对忽必烈说，“忽必烈大汗！四弟阿里不哥特来请罪！”此言一出，宗王贵戚紧皱的眉头逐渐舒展开来，忽必烈脸上也露出了转瞬即逝的笑容。
两番远征，几场恶战，多少蒙古勇士马革裹尸，不就是为了这两个人中有一个当面向另一个尊称一声“大汗”吗？当这一声“大汗”掷地有声地叫出之后，大蒙古国的内战也就结束了。
忽必烈不易察觉的微笑之后，又恢复了严肃威严的神态。对阿里不哥说，“四弟，多年不见了，这一次就免了吧。”忽必烈的意思很清楚，这一次我给你面子，下次该跪还是得跪。
“谢大汗。”阿里不哥犹豫了一下，然后起身。
被四弟叫“大汗”的感觉真舒服啊，忽必烈嘴角又重新露出了微笑，和四弟唠起了家常。
“你我兄弟几年没见了。”
“快七年了。”
是啊，这对嫡亲兄弟，上一次相见还是蒙哥七年。那年，忽必烈势力增长太快，引起大汗蒙哥猜忌，忽必烈听从幕僚刘秉忠建议，送正妻嫡子做人质，并亲自向蒙哥大汗请罪，兄弟二人这才冰释前嫌。这期间，忽必烈和阿里不哥碰面了几次。
忽必烈当然不是真的在和阿里不哥唠家常，他是个成熟的政治家，在这个重要的场合，说的每一句话都有深意。他想知道的是阿里不哥对他的态度。阿里不哥如此草率的回答，是真不懂，还是装不懂，忽必烈不清楚。所以他决定用更直接的方式问他。
“你觉得我们两个谁当这个大汗合适？”
忽必烈在期待一个回答，期待自己的四弟认一个错，哪怕是轻描淡写的一句，自己只是一时糊涂，以后唯二哥马首是瞻，再不生反叛之意。
但这时阿里不哥，看忽必烈脸色平和，诸王贵戚们也一片祥和，觉得自己已经涉险过关。他心里莫名其妙的自尊心又上来了。他骄傲得望着望四周的人，说，“过去是我，现在是你”。
这不是忽必烈想要的回答，甚至可以说是最坏的回答。
此言一出，忽必烈的瞳孔开始收缩，大帐里像是开了空调，温度立马下降了数十度。在座诸人皆吸了一口凉气，都觉大事不妙。四弟所言已经超出了忽必烈的底线。他的意思是说，谁强大谁就可以当这个可汗。现在他落魄了，可但凡以后他再起势，大汗之位，他仍有资格争夺。
这个四弟，留不得。忽必烈长叹一口气。他不想给自己再留下隐患，不想在漠北和四弟无休止的争夺大汗之位，他的志向远不止于此。
随阿里不哥叛逃忽必烈的将领，除了前大汗蒙哥的儿子阿速台被特别赦免之外，几乎全部被处死。
阿里不哥被圈禁，两年后病死。（一说是被毒杀）
大蒙古国最终还是走向了分裂，四大汗国各行其是，蒙古大汗的政令在汗国寸步难行。但忽必烈确实完成了他的梦想，创建了一个前无古人，后无来者，疆域达到三千多万平方公里的超级大帝国。
