至元三年(1266,一说二年)别儿哥汗死后,忙哥帖木儿继承汗位,并得到忽必烈的册封。继别儿哥之后屡与伊儿汗阿八哈作战,兵败,言和缔约。与元朝始终保持往来,曾四次接见忽必烈汗所遣使者铁连。一度奉忽必烈命出兵攻打窝阔台系叛王海都,不久又与海都和好,联兵战察合台系后王八剌,迫八剌退还河中。六年(1269年),三者聚会于塔剌速河畔,划分河中地区的权利,河中之地三分之二归八剌,余分属他与海都。十四年(1277,或作十三年),蒙哥之子昔里吉背叛元朝,劫执驻镇西北的忽必烈汗子那木罕,送至该处拘禁,直至忙哥帖木儿死后始被释归。