但不料海都的窝阔台、察合台二系的联盟大权。在忽必烈忙于南下之际，海都先是扣押了正在西北巡察公务的大元朝宰相安童，又把忽必烈极为器重的两个儿子那本罕、阔阔出押了起来，并出兵东南，夺回了阿力麻里，使忽必烈的西北防御线被迫撤到了别失八里。
忽必烈坐上帝位这么多年了，无数汉人疆域都臣服在了脚下，可却仍不能得到黄金家族的认可，这颇令忽必烈气恼。忽必烈忍无可忍了，他派遣自己最信赖的伯颜率兵北上了。
伯颜果然不负众望，不久便传来了收复和林的消息，并将昔里吉擒杀，将撒里蛮俘虏。海都收敛了许多，放回了皇子等，并致信忽必烈，不再挑起战火。而在暗中，海都却仍存厉兵秫马，图谋下一同合的战事。
伯颜大败河平王昔里吉，救出被俘的北平王那木罕和丞相安童后，正欲乘胜追击，忽报皇帝忽必烈召见，便立刻动身，前往燕京拜见元世祖忽必烈。
见到伯颜，忽必烈先是嘉奖，然后不无忧虑地对他说：“现在海都的叛乱还没有平息，据密报，东道诸王乃颜叛迹已显，一旦他们与海都等西道诸王联合，形成夹攻岭北、连兵南下的态势，我朝将很难在短时期内控制局面。所以，在这个问题上，我想听听你的意见。”
伯颜听了元世祖的话，思考了一下，然后问遭：“皇上对东道潇王恩重如山，乃颜怎能阴谋发动叛乱呢？究竟是谣传，还是有真凭实据。”
忽必烈说：“乃颜背着我多次征集兵员，我已经命令行省里的官员阁里帖木儿，没有得到我的命令不得擅自派出军队。开说乃颜埘我这一命令很不满意，口出怨言，心怀不满，由此看来，他有叛乱之心。”
伯颜说：“原来如此。皇上，虽然如此，但也不能完全肯定他就要反叛。我看还是先行观察，如果他反叛之意已决，那我们再决策也不迟。”
忽必烈说：“那，你看让谁去安抚好呢？”
伯颜答道：“臣愿效犬马之劳！”
忽必烈说道：“此行前途危机四伏，怕有生命之虞。爱卿当谨慎为上，好自为之。”
乃颜，是元太祖成吉思汗的弟弟别勒古台的曾孙。别勒古台的封地为斡难、克鲁伦两河间的地域，乃颜世袭为王。像乓他的反叛诸王那样，忽必烈用汉人推行汉法 的举措，让这个始终保持着蒙古-喜原部落旧有生活习惯和思维方式的人极为愤慨，刚好海都发动叛乱，经他一游说，乃颜就想征集兵员，帮助叛逆的军队，背叛朝 廷。
伯颜接旨后，知道此行凶多吉少，于是就作了精心的准备。他认为，要平安回来，逃涮来时的交通是一个关键。于是，他没有带大队侍 卫，只是带着几名亲信家人，备足金银珠玩、珍裘细软进人乃颜地界。到了乃颜控制的地区以后，每到一个驿站，伯颜就把这些皮袍、珠宝送给管驿站的官员，驿站 里的官员对他的善良行为非常感激，一路上他结交了不少朋友。
乃颜反心已决，对伯颜的来意也有所了解，便设下一个计谋，打算在宴会中把 他抓起来，除掉伯颜。聪明的伯颜察言观色，发现了乃颜的阴谋，便在他们还没有来得及动手之前，就找了个借口，与随从偷偷逃了出来，分道逃走。管理驿站的官 员因为得了他的好处，成了他的朋友，不但不加阻拦，反而争着把健壮的快马献给他，于是他得以成功逃脱。
伯颜返回朝廷，即把侦知的情况向忽必烈汇报。忽必烈并不意外，惟神情凝重，眉头微锁，“爱卿有何破敌之计？”
伯颜答道：“臣下以为，要剿灭乃颜，必先孤立他，不让他与西道诸王联合。因此，皇上应派能言之士出西道，安抚好西道各主，让他们不能有非分之想，不敢轻举妄动。这样我们便可全力以赴对付乃颜。”
“好，那就派阿沙不花进入西遵诸王那儿，扬言说乃颜已经放弃叛乱的打算，要向朝廷投诚。西道诸王听到乃颜放弃叛乱的消息后，也就不敢再有非分之想了。”
阿沙不花安抚好西道诸王后报告忽必烈，忽必烈遂决议亲征乃颜。
至元二十四年（1287年）五月初九，已是七十三岁高龄的忽必烈皇帝以迅雷不及掩耳之势兵进大兴安岭。乃颜做梦也没想到忽必烈会以如此挟的速度集结起数十万大军，更没有想到年事已高且患有严重风疾的忽必烈会亲征。
六月三日，忽必烈大军突进到撒儿都鲁之地（呼伦湖东南沙尔土冷呼都克），乃颜同党塔布台带率所部六万骑兵而来。随后，叛将黄海、金家奴等率叛军气势汹汹地包围了元军部队。元军远道奔袭，兵马俱疲，加之元军在数量上居于劣势，且军中乏食，因此，两军会战，各有胜负。
御帐内，忽必烈又与众将计议如何破敌。左丞相叶李密奏道：“臣观近日之战，我部蒙古将士多与叛军熟识，恐不能力战。兵法说，兵贵在出奇制胜，不是越多越好，而在于同仇敌忾。臣下以为，不如启用汉军，用汉人作战，必能获胜。”
“准奏。命左丞相率李庭等汉将，充作先锋，以汉法布好阵势，排列好战马，严阵以待，准备作战。”
两军交战，李庭以汉法排兵布阵。前有炮火阵地，中为沮军方队，左右为骑兵，忽必烈皇帝安坐四象并御的大木楼之上，亲自督战。忽见前面尘飞沙起，乃颜兵如溃堤之势，左军为塔布台，右军为金嘉努，乃颜自领中军，三路大军，号称十万。
两军隔河对峙，相距百米之遥。看乃颜军还没有扎住阵脚，李庭便叫汉军开火，密集的炮石轰轰飞向敌阵。敌骑兵猝不及防，骑兵坠马而死者甚众，尸陈遍野。待 乃颜指挥准备冲锋时，早有蒙古骑兵从两面包抄上去，与敌厮杀，汉军步兵趁机接敌，与敌人厮杀。霎时，天昏地暗，地动山摇。汉军步兵近战敌骑兵，一点也不吃 亏，远用长矛，骑兵还没有到近前，早被枪挑了下来；近用大刀，头顶盾牌，专砍马腿，掀翻敌人。乃颜一看不好，马上撤兵，退后十几里，凭据险要之地据守。