至元十四年（公元1277年）春，叛军从吉利吉思、谦州大本营南进，结集在和林北面鄂尔浑河、土拉河一带。夏季时，漠南元军击溃驻牧应昌的翁吉剌贵族只儿瓦台响应昔里吉的叛乱后，增援和林地区。七月，伯颜奉诏统领岭北诸军平叛。元军在土拉河、鄂尔浑河连胜叛军。昔里吉等败退吉利吉思。至元十五年（公元1278年），元军在唐麓岭以南巡弋，逐渐形成对吉利吉思的军事包围。至元十六、十七两年，双方不断交战，元军一度进至位于叛王巢穴的谦河、兀速水一带。这时叛军已失去继续作战的能力，各叛王之间发生了内讧。昔里吉和撒里蛮互相攻杀。至元十九年（公元1282年），他们先后赴阙谢罪。
至元十七年（公元1280年），术赤后王忙哥帖木儿病死。翌年，脱脱蒙哥继位为金帐汗，将被拘质的那木罕遣回。元廷因改封北平王那木罕为北安王。那木罕东归以后，主要驻扎在岭北。突厥斯坦方向大约在这前后已由察合台诸王阿只吉负责。此时岭北局势渐趋平静，但岭西地区却又在酝酿一场新的战争。至元十五年以后，元廷不断向别失八里增兵，力图收复天山南路诸城。海都也逐步改变已恪守多年的拥兵观望立场。至元二十年（公元1283年），海都遣八把率众三万攻斡端，刘恩以众寡不敌，破围退师。元军虽然丢失了斡端，但从至元二十一年（公元1284年）元朝的“游击军”曾进至可失哈儿一带的事实判断，至少北道的曲先这时仍被元军控制着。
就是在收复斡端之后，海都再次向元廷表示愿意和解，遣回了拘禁于窝阔台兀鲁思的安童和石天麟。至元二十一年三月，那木罕、安童相继回到漠南。但元朝不甘心轻易放弃天山南路。海都方面未获得预期反应。至元二十二年（公元1285年），笃哇、不思麻领兵十二万，击败诸王阿只吉，进围畏兀儿亦都护所驻之哈剌火州。围城之战持续六个月。城中食尽。火赤哈儿亦都护献女求和。都哇解去。元廷遂派伯颜西巡，取代阿只吉负责别失八里的军事。
至元二十三年（公元1286年），海都以偏师袭阿勒台山地区，自率主力由阿力麻里东进，在马纳思河与元军交战，击溃元军，掩杀至哈密之地。畏兀儿亦都护火赤哈儿这时屯驻于哈密，与其交战阵亡。此后亦都护移治甘肃行省的永昌。海都不久退回。元军重戍于畏兀儿之地。斡端也再度回到元朝控制下。至元二十四年（公元1287年），西北相对平静，但东北地区爆发了铁木格斡赤斤后王乃颜的叛乱。至元二十五年（公元1288年），西线
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