在海都、昔里吉叛乱不久，第三任大汗贵由的儿子也发动叛乱，叛军控制了河西走廊，严重影响了元朝对西北地区的统治。忽必烈从南方调来军队，攻打河西，最终平定了贵由儿子的叛乱。
西北诸王纷纷叛乱，北方的宗王也不甘落后，辽东的乃颜公开举兵，反对忽必烈，元朝北部也燃起了战火。
乃颜是成吉思汗的幼弟铁木哥的玄孙，他继承了祖上的爵位和封地，在辽东为王，称霸一方。忽必烈建立元朝以后，实行中央集权，限制地方权力，引起一些宗王不满。乃颜野心勃勃，又急躁轻率，于是产生了反心。
忽必烈得到密报，与大臣伯颜商议。因为乃颜谋反的证据不足，伯颜自请前去观察动向，并进行安抚。伯颜临行时，带了许多上好的皮衣，沿途送给驿站的官员，驿站官员无不感激称谢。
伯颜到了乃颜营地后，见乃颜态度傲慢，反心十分明显。伯颜以好言相劝，根本无济于事，而且感到杀机四伏。伯颜察觉到危险，当机立断，不辞而别，乘快马连夜潜逃，乃颜立即派兵追杀。伯颜每到一处驿站，驿站官员总是拿出最好的马给他换骑，所以追兵始终没有追上。
乃颜追杀朝廷大臣，反心已经完全暴露。乃颜干脆一不做二不休，联合一批北方宗王，举兵十万，公开叛乱，准备南下攻打忽必烈。可是，忽必烈早就有了准备，做好了部署，并决定御驾出征，一举击垮北方诸王的势力。
忽必烈调集大军，兵分两路，一路由蒙将玉昔帖木儿率领，一路由汉将李庭率领。两路大军从上都出发，日夜兼程，直扑辽东。乃颜没想到忽必烈已有准备，更没想到元军来得这么快，仓促应战，屡战屡败，不到半年，就被消灭了。乃颜被擒，忽必烈下令将其处死。此战以后，北方宗王的势力大为削弱，只得接受朝廷设置的行省节制。
忽必烈具有非凡的军事才能，面对诸王叛乱，他沉着应对，指挥有方，将叛乱一一平定，维护了元朝的稳固和统一。可是，忽必烈对海外用兵，却屡遭失败，损失了大量兵力。
这其实不是忽必烈的失误，而是有猫腻的。究竟是怎么一回事呢？