朝廷出现了两个皇帝，蒙古贵族和朝廷大臣自然也分成了两派。上都的天顺帝虽然年幼，但似乎属于正统，因而支持他的人多一些。当然，也有不少人在犹豫观望。
倒剌沙仗着人多势众，首先发兵南下，攻击大都。上都军队起初比较顺利，一举攻破居庸关、山海关、古北口等险要关口，进入关内，向南挺进，进逼大都，似乎处于有利状态。
大都兵力较少，但燕铁木儿执掌兵权，他紧急征调河南五万兵马来援，又在都城召募新兵万余人。燕铁木儿在大都部署好防御以后，亲自率主力北上，迎战上都的军队。
上都军队入关以后，兵分四路，分别攻打通州、檀州、蓟州、涿州等地，企图合围大都。但四路兵马各自为战，缺乏统一指挥，不能协调一致。燕铁木儿具有军事才能，富有谋略，他看准了敌军这一弱点，并不分兵抵御，而是集中优势兵力，力图各个击破。
上都的军队和大都的军队同属于元军，彼此有不少熟人，因而并不想打内战，更不愿意以命相博，往往是一看对方人多，扭头就跑，跑不掉时便投降，所以，战斗并不十分激烈。这有利于燕铁木儿集中优势兵力，逐一击溃敌军。
结果，上都的军队打了败仗，纷纷逃了回去。燕铁木儿乘胜追击，收复了居庸关、古北口等地，向北挺进，进逼上都。形势急转直下，又对元文宗一方有利了。
眼见元文宗一方占了优势，一些犹豫观望的宗王贵族纷纷倒向元文宗，天顺帝一方的人也不断倒戈。东路蒙古元帅以及齐王等人，也纷纷表态，公开支持元文宗，并派兵攻打上都。
燕铁木儿等人的军队包围了上都，守城将士皆不愿意拼死抵抗，不少人投降或逃散。倒剌沙见大势已去，只好献上皇帝玉玺投降。为期两个多月的两都之战，以元文宗的胜利而告终。
倒剌沙投降以后，被押至大都，最后仍被处死。那个小皇帝也被杀了。可怜的天顺帝，只当了两个月挂名皇帝就丧了命，一点也不顺。
两都之战结束了，可是没有想到，元文宗与哥哥和世?的争斗又开始了。