忽必烈驻蹿燕京，因阿里不哥擅自调发人丁、征收赋税，便派人去责问他。当时阿蓝答儿已回哈喇和林，脱里赤仍在燕京，忽必烈让他派一名那可儿同使臣一起前往。脱里赤却暗中派一名那可儿去奏告阿里不哥说：“忽必烈似乎已经知道了你的图谋，现在最好由你派一个万夫长和急使们一起带着海东青去见忽必烈，以解除他的疑虑。”

阿里不哥派人带了五头海东青作为礼物前往，并指示他们同脱里赤一起，向忽必烈说些甜言蜜语，使他感到安全，很快放下心来。忽必烈雍容大度，他说：“既然你们解释了这些无谓的谣言，那就一切都太平无事了。”便把他们放走了。

脱里赤回去见了阿里不哥，说明事情原委，阿里不哥说：“既然忽必烈对我们的计谋已有所闻，最好把宗王、将领们召集起来，找一处偏僻的地方，把即位问题解决了。”于是他们便向各方面派出急使，但是来的宗王不多。阿里不哥再次与将领们商议，最好再派急使到忽必烈处去，用假话骗住他，让他放心无虑。

于是便派脱里赤带着人前去通知忽必烈，为了举行蒙哥的葬礼，务请忽必烈和全体宗王出席。他们企图在这些人来时，把他们全部抓住，一网打尽。通知下达后，全体宗王都说：“参加葬礼是件大事，必须而且应当去，但我们刚从前线回来，我们先回家去，从那里出发赴会，然后聚在一起。”脱里赤派人把这一情况报告给阿里不哥，他自己则随着忽必烈到了开平。

当脱里赤的那可儿到阿里不哥处复命后，全体宗王一致说：“要等什么时候人才能聚齐?”当下达成协议，立阿里不哥为汗。这些人有哈喇旭烈兀的妻子兀鲁忽乃，蒙哥的儿子阿速带、玉龙答失，察合台的侄子阿鲁忽等。他们派人向蒙古帝国的各个地区颁布了诏效，宣谕说：“旭烈兀汗、别儿哥和宗王们已同意并宣布我为大汗，你们不要听忽必烈的话，也不要服从他的命令。”

忽必烈的一些将领截获了急使和诏救，送到了忽必烈处，他深信阿里不哥已经叛乱。中统元年(1260年)三月，亲王合丹、阿只吉率西道诸王，塔察儿、也先哥、忽刺忽儿等率东道诸王相会于开平。他们一致认为，旭烈兀远征在波斯，术赤、察合台两系后王因道途辽远未能范会，现在形势危急，忽必烈应马上即位。忽必烈照例再三逊让，才正式登位，就是元世祖。这年，他四十六岁。为了庆祝登基，一连八天进行了宴乐活动，满载金银布帛的车辆，赏赐给了他的部下和故旧，整座开平城都沉浸在了欢乐的气氛里。

来揭秘吧考究得知，忽必烈即位后，阿里不哥不服，互相之间又攻打了好几年。至元元年(1264年)，阿里不哥进退失据，无力与忽必烈抗衡，只好向忽必烈投降。他在忽必烈的大帐里叩头请罪后，木然立在那里。忽必烈手足情深，见他惶惶不安，不禁流出了眼泪，间阿里不哥：“我与你谁是谁非?”阿里不哥说：“以前我是，今日你是。”

宗王脱合察儿说：“今日弟兄相聚，不应追究往事。”又问忽必烈：“阿里不哥站立已久，应坐于何处?"忽必烈让他坐在自己儿子行列里，未追究他叛乱之事。第二天，忽必烈逮捕了阿里不哥的部下，并组织法庭审讯。阿里不哥说叛乱是自己的主意，与手下人无干。

忽必烈说：“过去有人口头反对蒙哥称帝，还要受到惩罚，你们杀害宗王，屠戮士卒，哪能无罪?”阿里不哥只得据实供出是阿蓝答儿的主意，但此人已死，无从追究，有十名将领被判处死刑。至于阿里不哥之罪须待旭烈兀、别儿哥、阿鲁忽三个势力最强的宗王开会决定。三人表示同意大汗对此事的决定。忽必烈决定释放阿里不哥，允许他进帐朝见。过了一个多月阿里不哥便病死了。