嘉陵江、渠江、涪江的交匯處，便是大名鼎鼎的釣魚城，這裏東、南、北三面臨江，且江岸均為懸崖峭壁，是真正的天險所在。南宋之時，四川制置使餘玠在這裏築城，從此釣魚城成為重慶的重要屏障。
公元1259年，蒙哥汗親自率軍強攻釣魚城，但五個月後，蒙古人依然無法破城，釣魚城守將王堅一度還曾經偷襲蒙古大營。從七月開始，蜀中炎熱難當，軍中瘟疫橫行，但蒙哥依然沒有放棄，並誓奪釣魚城。
公元1259年8月11日，蒙哥暴斃，時年五十歲。蒙哥之死的原因眾説紛紜，有的説是感染瘟疫，有的説是被宋軍飛矢所傷，有的説是落水而死，但不管怎樣，蒙哥的突然死去，對當時的整個世界格局都影響甚大。
蒙哥死後，忽必烈與南宋賈似道議和北歸，與阿里不哥爭奪大汗之位；旭烈兀停止了在敍利亞的戰事，返回波斯，靜觀其變。
忽必烈、旭烈兀、阿里不哥都是成吉思汗四子拖雷之子，也都是蒙哥的弟弟。忽必烈和阿里不哥爭奪汗位直接導致了蒙古帝國的大分裂，不過帝國分裂的種子其實在成吉思汗去世之時便已埋下。
1、窩闊台與拖雷
成吉思汗有四子：朮赤，察合台，窩闊台，拖雷。蒙古舊俗是幼子繼承製，即父親在世之時將年長的兒子分出去成家，而幼子留在家中。四子之中，拖雷一直跟隨成吉思汗，同時戰功赫赫，深受鐵木真喜愛，按蒙古舊俗本來最有可能繼承汗位。
但對於自己的繼承人，成吉思汗一直猶豫不決。
公元1219年，成吉思汗西征前，忽蘭夫人問道：“諸皇子中，嫡子有4人，主上西歸後應由何人承統?”成吉思汗最終決定由窩闊台為汗位繼承人，並説道：
掌管國家和大位是艱難的事，就讓窩闊台管吧，而包括我所聚集起來的營地、家室、財產、庫藏以及軍隊在內的一切，則讓拖雷掌管。
看起來大局已定，但事實上並非這麼簡單。
成吉思汗死後，汗位虛懸了兩年，由拖雷監國。成吉思汗去世之時，80%的蒙古大軍歸拖雷掌管，雖然成吉思汗生前確立了窩闊台的大汗繼承權，但形式上仍要經過忽裏台的選舉，而1229年的忽裏台大會開了30多天，窩闊台才繼承大位，其對手只能是拖雷。當時朮赤已死，察合台支持窩闊台，拖雷只能妥協。
拖雷監國兩年，手握重兵，窩闊台對其十分忌憚。
公元1232年，拖雷在三峯山為滅金取得了一次決定性的勝利。史載，當時天降大雪，勝利在望之時，蒙古諸將主張待窩闊台到達之後再攻擊，也就是將戰果讓與大汗，但拖雷不肯，並立即出兵，大敗金軍。
此戰後，拖雷與窩闊台一同返回，途中窩闊台忽然病了，昏迷不醒。珊蠻占卜後説，這是因為蒙古滅金後，金國山川之神作祟，只有親人代替窩闊台去死，窩闊台的病才能好。不久窩闊台想喝水，珊蠻説必須親人代喝，於是拖雷便將珊蠻咒過的水喝了，並請哥哥照顧自己的孤兒寡母。
幾天後，拖雷死，窩闊台病癒。
拖雷死時，年僅三十九歲，其死因眾説紛紜，但窩闊台脱不了干係，而窩闊台系與拖雷系矛盾的種子就此種下。
2、大汗之位迴歸拖雷系
窩闊台在1241年去世之後，蒙古政局動盪，其子貴由僅在位兩年便去世了。
此後，蒙古大汗之位最終被蒙哥取得。蒙哥得位，一半出於母親的策劃，一半依靠拔都（朮赤長子）的支持。
朮赤系、拖雷系VS窩闊台系、察合台系舉行忽裏台大會之前，拔都已經與朮赤家族確立了蒙哥的大汗之位，但窩闊台系與察合台系的諸王反對，於是拔都派弟弟別兒哥帶三萬大軍扶植蒙哥登基。
1251年，蒙哥即大汗位，同時誅殺窩闊台系和察合台系兩族中反對者七十餘人（一説三百餘人），從此窩闊台系和察合台系式微，這也是四大汗國之中這兩系僅據有中亞地區的重要原因。
3、忽必烈VS阿里不哥——>忽必烈VS海都
公元1259年，蒙哥暴斃於釣魚台後，蒙古大汗之爭再起烽煙。
公元1260年，忽必烈在開平召開忽裏台即大汗位，之後阿里不哥以留守監國的身份即大汗位於和林，戰爭一觸即發。
此時的蒙古帝國，忽必烈佔據中原，旭烈兀佔據西亞（建立伊爾汗國），拔都的後代佔據俄羅斯（建立金帳汗國），阿里不哥佔據中亞和蒙古草原。
旭烈兀的態度蒙哥死後，遠在敍利亞的旭烈兀返回波斯，但最終決定不再返還蒙古。不過旭烈兀是忽必烈的堅定支持者，並屢次遣使指責阿里不哥。
窩闊台系的態度海都，是窩闊台的孫子，海都是阿里不哥的堅定支持者。由於成吉思汗曾説過，只要窩闊台有一個吃奶的後代，都比其他人優先繼承大汗，而海都又野心勃勃，他支持阿里不哥的目的在於不斷擴充自己的勢力，他看到了重整山河的希望。
拔都系的態度拔都曾經用實力將蒙哥推上了大汗的寶座，但他在蒙哥死時已經過世（1256年），其弟別兒哥即位，對於忽必烈和阿里不哥的戰爭採取了觀望的態度。
但是，別兒哥是蒙古人中第一個皈依伊斯蘭教的君主，他對旭烈兀滅阿拉伯帝國，屠城、殺戮穆斯林非常不滿，於是出兵與旭烈兀爭奪高加索地區。
從此，伊爾汗國和金帳汗國在西亞征戰不休，旭烈兀從此也無暇顧及忽必烈與阿里不哥的爭鬥。
於是，忽必烈與阿里不哥的戰爭，最後幾乎就只是中國境內的戰爭，忽必烈在南，阿里不哥在北。
公元1261年，忽必烈在昔土木大戰中擊敗了阿里不哥的主力。
公元1264年，阿里不哥戰敗投降。之後阿里不哥按蒙古風俗披上大帳的門簾，入見忽必烈。
“我親愛的弟弟，在這場紛爭中誰對了呢？是我們還是你們呢？”“當時是我們，現在是你們。”阿里不哥答道。
兩年後，阿里不哥去世，一説是被忽必烈毒死。
海都之亂忽必烈雖然取得了勝利，但蒙古帝國卻在事實上完成了分裂，金帳汗國位於俄羅斯，伊爾汗國位於波斯，而中亞地區是察合台汗國的地盤，窩闊台的孫子海都在阿里不哥戰敗後於1268年重新反叛，並建立了窩闊台汗國。
忽必烈在世之時並未平定中亞，這裏是窩闊台汗國和察合台汗國的地盤，且海都不斷對元朝發動進攻。
公元1301年，海都再度出兵元朝，最後在和林被忽必烈曾孫元武宗海山所擊敗，傷重而死，海都之亂至此平定。
公元1309年，元朝與察合台汗國瓜分了窩闊台汗國。
當年的成吉思汗繼承人，窩闊台的汗國是蒙古四大汗國中第一個消失。
蒙古帝國的分裂，從成吉思汗在繼承人中糾結於窩闊台還是拖雷之時便已註定，而蒙古大汗在窩闊台系和拖雷系間的爭奪，最終導致了蒙古帝國的分裂。