八剌即位后，短期内即控制了察合台汗国，并开始努力收复被海都夺去的土地，在阿母河以北地区和忽阐河以东草原出现了以元廷为后盾的察合台汗国，与受到朮赤兀鲁思支持的窝阔台汗国两大势力对峙的局面，导致双方诉诸武力。海都在忽阐河畔的会战中受挫，后得新即位的钦察汗蒙哥帖木儿的援助，举兵再战，大败八剌，迫使他向西溃逃，退入阿母河以北地区。（注：参见拙文《至元初年的察合台汗国》，南京大学《元史及北方民族史研究集刊》，第9辑，1985年。）海都控制了忽阐河以东草原，八剌则困居阿母河以北地区。
1269年，八剌东行至海都控制下的塔剌思河流域，与钦察汗国、窝阔台汗国三方诸王聚会于塔剌思和肯切克（Kenjek）草原（注：《史集·阿八哈传》，卡尔扬刊本，第12页；《史集》汉译本，第3卷，第110页。瓦撒夫的记载不同，他说三方会聚于撒麻耳干以北的哈忒旺（Katwan）草原，而会议举行于回历665年（1267），同时他把此后发生的八剌入侵伊利汗国之事，也提前了两年，系于1268—1269年。），这是一次没有大汗参加，也没有经过大汗同意的西北诸王瓜分阿母河以北地区的忽里台大会。在谈判中海都成功地迫使八剌让出阿母河以北三分之一地区的权益。
《木阴历史选》中提到的八剌在离塔剌思不远的忽阑八什（Qulan-bašï）之地的活动，大约也是这一时期的事。木阴说：“据说在严冬的时候，他（指八剌）乘骑经过一个叫忽阑八什（Qulan-bašï）的地方，这里是整个图兰（Turan）之地最冷的地方。有一次，严冬束缚了他的脚，他情不自禁地从马上跌下来。此后他才恢复了知觉，亲手用棍子打了冻僵的脚。他说：‘这脚为什么因寒冷而对抗扎撒耽搁不前？’”（注：见欧班夫人校勘本，第105页。）“忽阑八什”之地，志费尼书中曾数见，但拼法不固定。一次作者说：“在别纳客惕河，诸王子团聚在父王（成吉思汗）身边，召开一次忽里台大会。然后，他们由此启程，直抵忽阑八什，朮赤从另一方赶到，与其父会师。”另一次，志费尼说：“长子朮赤曾到忽阑八什去见成吉思汗，并从那里归去，这时大限已到。”还有一次，志费尼在叙述镇守呼罗珊的大臣阿儿浑东行朝见蒙哥时，“行人抵达塔剌思，得到蒙哥合罕即位的喜讯。他加快步伐，尽管大雪使行动不便，阻止前进，他却毫不理睬。他抵达忽阑八什境内，大雪填平沟谷山丘，封锁道路。填满大路的雪深逾一马。”（注：《世界征服者史》，第164、314、613页。）阿儿浑所遇的情况与八剌颇为类似。忽阑八什山口位于阿雷思和塔剌思之间。其名在突厥语中义为“野驴头”。
（二）那木罕北征
阿里不哥失败后，忽必烈出兵占领亦列河流域是他采取的最重要措施之一。瓦撒夫书记载道：
当统治之顺序轮到公正的忽必烈合罕之时，当阿里[不哥]的激动与阿鲁忽之违抗达到其转变点之时，忽必烈合罕命一支大军前往阿母河岸，使一切居于这一地区的［那些］企图独立的宗王统统从交通线上撤走，这样合罕的使臣可以毫无困难地往返于旭烈兀大王[与大汗之间]。海都对此十分不安，……并踏上了通向战争[之程]。（注：《瓦撒夫史》第1卷，波斯文，第132页；德译本，第126页。）
此事在《史集》中亦有反映，拉施都丁记旭烈兀受封为伊利汗时写道：
不久前，使团自契丹之地到来，忽必烈合罕已登上皇位，阿里不哥已成为他顺服的臣下，而阿鲁忽则已去世。旭烈兀受旨：为自阿母河至遥远的苫国（叙利亚）和密昔儿（埃及）地之王。他们（指忽必烈宫廷）已派出三万名威名卓著的蒙古骑兵来增援他。（注：《史集》第3卷，巴库波斯文刊本，第90页；汉译本，第94页。参见拙文《旭烈兀时代汉地与波斯使臣往来考略》，《蒙古史研究》，第2辑，1986年。）
对比《史集》与《瓦撒夫史》记载，可知二者所述的是同一件事。从当时的形势来看，忽必烈刚平定阿里不哥之乱，派三万蒙古人直接增援旭烈兀似不可能，当以瓦撒夫所记为是，即忽必烈的目的是恢复原蒙古国时代大汗对中亚的控制权，保证汉地与波斯之间的往来畅通无阻。
查元初朝廷向西北派军，只有忽必烈之子那木罕出兵规模最大。那木罕受封北平王，出镇漠北事在至元二年（1265）二月。（注：《元史》卷6，《世祖纪》，第111页；卷108，《诸王表》，第2738页。）时间亦相近。如果这支负责保护汉地与波斯交通的军队就是那木罕所部的话，那么它并没有到达阿母河岸，而是止于阿力麻里草原。那木罕进驻阿力麻里引起海都的恐慌，《元史》记载，至元五年（1268），海都叛，自阿力麻里“举兵南来，世祖逆败之于北庭，又追至阿力麻里，则又远遁二千余里，上令勿追”。（注：《元史》卷63，《地理志》。）《史集》亦有如下记载：
时[海都]与火你赤那颜攻击了依附于蒙哥之子玉龙答失的纳邻（Narin），驻军于彼处，杀人越货，叛迹昭然。合罕遣其子那木罕率如下左右翼诸王……前往讨之。（注：《史集》，卡里米刊本，第632—633页；《史集》汉译本，第2卷，第312页。邵循正据《元史·玉哇失传》改“纳邻”为“八邻”，见《忽必烈汗纪译释》，第61页。）
上述《史集》和《瓦撒夫史》在叙述忽必烈向西域出兵的同时，也都提到了那木罕出兵之事，并未将二者等同起来。这可能是因为波斯史家偏居西域，对蒙古本土和汉地所发生的事了解得不够准确。
至元八年（1271）那木罕建幕庭于阿力麻里。（注：《元史》卷13，第265页。）元朝为控制这一地域，不断增强那木罕的力量。《元史》有至元十年（1273）向那木罕军补给装备的记载。（注：同上书，第147、152页。）至元十年（1273）“诸王孛兀儿出率所部与皇子北平王合军，讨叛臣聂古伯，平之”。（注：同上书，第152页。）从那木罕参加讨叛看来，这场战斗发生于伊犁河流域以西之处，而这个聂古伯可能就是《史集》记载的海都所立的八剌的继位人，撒班（Sarban）之子Negübei。八剌死于至元七年（1270）。《史集》说Negübei统治了三年时间，与《元史》所记合。但根据札马剌·哈儿昔的记载，聂古伯为海都支持下的不合帖木儿所杀。（注：《苏拉赫词典补编》，华涛汉译本，第94页。）
阿力麻里地近海都控制下的塔剌思河流域。元朝势力深入西北，威胁到西北叛王立国的基础，他们与元政府的矛盾也加剧了。至元十二年（1275）春，忽必烈“敕追海都、八剌金、银符三十四”（注：同上书，第160页。其时八剌已死。）的事件是双方关系恶化的象征。
为了应付日益增大的海都和察合台汗国的威胁，同年夏忽必烈诏安童“以行中书省枢密院事从皇子北平王镇北圉”。（注：元明善：《丞相东平忠宪王碑》，《国朝文类》卷24；参见《国朝名臣事略》卷1之2，及《元史》卷126，《安童传》，卷203，《方技》。）根据汉文史料和波斯文史料记载，那木罕所指挥的军队主要是蒙古诸王的部民，除了那木罕本人和其兄弟阔阔出所统辖的忽必烈家族自己的属民组成中军以外，还有大批原阿里不哥的追随者、蒙哥和阿里不哥的子侄辈诸王，例如蒙哥之子河平王失里吉，拖雷之子岁哥都之子脱脱木儿，阿里不哥之子明里帖木儿、药木忽儿，蒙哥之子玉龙答失之子撒里蛮，拖雷子拨绰之子牙忽都，及阔列坚系宗王忽儿霍台等部民组成的右翼集团，和铁木哥·斡赤斤之孙札剌忽等组成的左翼集团。这些北边诸王在阿里不哥失败后，虽然被迫投降忽必烈，但怨恨并未能消除。尤其是阿里不哥诸子保留了他们的封地，一有风吹草动，他们就有实力起事。
至元十二年（1275），忽必烈派昔班出使海都，要求海都罢兵置驿，得到海都的允诺。但辅佐那木罕的丞相安童的军队违约突袭前窝阔台汗国之主、贵由之子大名王禾忽，迫使禾忽起兵叛乱，一度控制了河西走廊，并占有了斡端和可失哈儿。（注：《元史》卷9，《世祖纪》，第177页；卷134，《昔班传》，第3247页；《牙八剌哈和把骚马传记》，布吉英译本《中国皇帝忽必烈的僧人》（The Monks of Kubilai Khan Emperor of China，tr.by E.A.Wallis Budge），伦敦，1928年，第138—139页。）同年，都哇的军队兵临火州城下，围攻达六个月之久，元军被河西叛军阻隔，不得增援，畏兀儿亦都护被迫纳女请和，方才换得都哇退兵。（注：虞集：《高昌王世勋碑》，《道园学古录》；《元史·巴而术阿而式的斤传》。）这些动乱严重地动摇了元朝西北镇戍体系。
至元十三年秋（1276）（注：汉文史料对脱脱木儿、失里吉等人叛乱的时间有至元十二年（1275）、至元十三年、十四年等诸种不同的记载。据耶律铸《双溪醉隐集》卷2，《后凯歌词》自序，当以十三年（1276）为是。），那木罕部下的脱脱木儿率部叛逃，尚留在那木罕阵营中的蒙哥之子失里吉往讨。脱脱木儿以阿里不哥失败后所受耻辱煽动失里吉叛元，并许诺事成后帝位归于失里吉。这样造成那木罕之军分成拥元和叛元两大集团，各怀心计。就在拥兵将领八鲁浑、粘闿等率兵叛逃，宗王牙忽都追截的时候，失里吉因丞相安童分配给养不均，亦起兵发动叛乱，械系统帅那木罕，忽必烈子阔阔出和丞相安童，擒获牙忽都（注：《元史》卷117，《牙忽都传》，第2908页；卷118，《忽邻传》，第2922页；《史集》汉译本，第2卷，第312—313页。），使元朝在阿力麻里镇戌的这个重兵集团顷刻瓦解。叛乱诸王拥戴失里吉为王。此后阿力麻里以西不再受控于大汗。（注：后来元武宗和元仁宗时代，元朝岭北戍军曾两次深入这块地区。）