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蒙太祖十三年（１２１８年），土爾扈特部落被蒙古大汗將軍哲別所召，參加征討屈出律軍隊的戰鬥，大敗屈出律軍隊於塔里木盆地南部巴達哈桑山中，天山南麓喀什噶爾、鴨兒看、和田諸城依次而下。
迄此天山南北各地皆歸蒙古汗，新疆割據紛爭的局面才宣告結束，也為元、明兩代成吉思汗的後代統治天山南北各地打下了基礎。蒙世祖元年（１２６０年），成吉思汗的孫子忽必烈藉助內地漢族地主的勢力，在開平奪取了蒙古汗國的大汗位，引起出身於黃金家族又是衛拉特部落的脫勒劣赤女婿阿里不哥的不滿。
黃金家族指的就是以蒙古大汗為首，包括王儲、后妃、公主、駙馬、勳爵、貴戚等貴族。在土爾扈特部落和其它衛拉特部落的支援下阿里不哥在合剌合林也被擁立為大汗。經過4年的戰爭，阿里不哥遭到了慘敗，撤退到伊犁河流域。隨之支援阿里不哥的土爾扈特部落和其它衛拉特部落，又一次離開八河流域遷徙到察合臺汗國境內。
蒙世祖至元元年（１２６４年），阿里不哥和支援他的土爾扈特和其它衛拉特各部走投無路，向忽必烈投降。當時的土爾扈特部落和其它衛拉特部落雖然已經強大起來，但是受到封建正統觀念的影響，沒有去爭奪蒙古大汗的汗位。
在東蒙古的黃金家族的封建主們紛紛去爭奪蒙古大汗位時，土爾扈特部落和其它衛拉特部落支援出身黃金家族的阿里不哥去爭奪大汗汗位。因為不管西蒙古封建主軍事勢力強大到何種程度，除了黃金家族大元后裔之外，均不可能自己成為東蒙古本土的汗。
儘管阿里不哥酗酒無度，指揮無方，剛愎自用，屢戰屢敗，也只得支援這位和衛拉特各部有親緣關係的大元后裔，甚至導致衛拉特各部大撤退和向忽必烈投降也在所不惜。
蒙古汗國又一次統一了土爾扈特等部落及衛拉特各部落之後，讓衛拉特斡亦剌惕的首領做被奴役部落的管理者，管轄屬地的部眾及領地外，還在謙河一帶設定萬戶府，由黃金家族的子孫擔任萬戶長。
蒙世祖至元七年（１２７０年），忽必烈得悉土爾扈特部落及衛拉特各部管理秩序較為混亂，萬戶府花天酒地，酗酒無度，斡亦剌惕部管理者敷衍了事，不負責任，造成尾大不掉之勢。
忽必烈果斷派保定府漢人劉好禮，為葉尼塞河上游吉里吉思五部斷事官，管理衛拉特各部劉好禮團結土爾扈特部落和其它衛拉特部落的頭領，大膽革除各類弊政，認真審查了多年餘積的各種民事刑事案件，並任用土爾扈特部落的王罕之
孫阿木胡蘭作為助手，協調各部落因為爭奪牧場而造成的矛盾，一時八河流域秩序井然。
元成宗大德五年（１３０１年），窩闊臺汗的孫子海都利用阿里不哥的殘餘勢力，佔領察合臺汗國的七河流域，並聯合察合臺汗曾孫八剌，繼續同元朝鬥爭。海都死後，元成宗大德七年海都長子察伯爾回到原窩闊臺繼位，汗帳設在葉木爾河，和元朝展開了一系列的拉鋸戰。
土爾扈特部落和衛拉特部分部落憤然退出了察伯爾同元朝毫無意義的內訌。元成宗大德九年，察伯爾正在額爾齊斯河流域同元朝作戰的時候，背後遭到了土爾扈特部落和一些衛拉特部落以及察合臺汗國其它世系皇子們的襲擊而失敗。
在阿里不哥殘餘勢力和海都長子的反元鬥爭過程中，土爾扈特部落的人民逐漸覺醒，脫離了阿里不哥、海都子孫的分裂勢力，加入了忽必烈的統一事業。1340年左右，土爾扈特部落參加了統一察合臺汗國的戰鬥。
隨著海都的失敗，察合臺汗國分裂為東西兩部分，而西察合臺汗國逐漸穆斯林化。為了區別已經穆斯林化的西察合臺汗國，這就迫使蒙古王公必須擁戴一個有權威的汗；當時在察合臺蒙古系列中