河中地区（最强时由阿尔泰山至咸海）。初时建都于阿力麻里附近的虎牙思（固尔札），即今日中国大陆新疆霍城县水定镇西北。察合台汗国君主都哇与窝阔台汗国君主海都联合，屡与元朝军队争战，终忽必烈一朝未断，并一度攻占漠北哈拉和林。至公元1304年始与海都子察八儿与元成宗讲和。1306年，都哇败窝阔台汗国的君主察八儿，并尽收海都生前所占有的原察合台汗国地，1310年都哇子怯别再破察八儿，兼并窝阔台汗国大部分领地。他的后人答儿麻失里因为改宗伊斯兰教，引起蒙兀儿斯坦的伊塞克湖和伊犁河流域的游牧民动乱。他的前辈怯别放弃每年