1347年（元至正七年），
察合台汗国末代汗王哈赞汗为其属臣、出身蒙古巴鲁剌斯家族的合扎罕所弑，察合台汗国分裂为东、西两部。合扎罕控制了汗国西部，立窝阔台后裔答失蛮为傀儡汗；1349年，又废杀答失蛮汗，立
笃哇之孙
拜延忽里为汗。合扎罕死后，其子乌巴都剌杀死拜延忽里汗，立也孙铁木尔之子铁穆耳沙为汗。控制今南疆地区的都格拉特部贵族卜剌只宣布
秃黑鲁帖木儿是
也先不花之子，并于1348年立为汗。秃黑鲁帖木儿在札马剌丁长老的说服下信奉了
伊斯兰教，并逐步控制了汗国东部。1360年以后，他两度率领大军入侵河中，打败乌巴都剌，占领西察合台汗国；并留其子亦里牙思·火者驻兵其地，使
东察合台汗国、西察合台汗国得到短暂的统一。
1362年，秃黑鲁帖木儿死。这时，西部
异密（诸侯）乌巴都剌之侄迷里忽辛与巴鲁剌氏部贵族帖木儿将亦里牙思·火者的军队逐出河中，并立麻哈木汗之子阿的勒为汗。此后，
帖木儿的势力迅速发展起来，他击败自己的同盟者迷里忽辛，废杀阿的勒汗，另立
燕只吉台之子合不勒为汗，并陆续地兼并各部诸侯，自称苏丹，不断向外扩张，14世纪70年代，帖木儿打败了自己的竞争对手，成为西察合台汗国的主宰。1369年，合不勒汗死，西察合台汗国正式灭亡。