后，海都继续与元成宗交战。1301年（大德五年）海都兵败并于不久后去世，其子察八儿立，窝阔台汗国开始走下坡。1304年，察合台汗国入侵窝阔台汗国，元军趁机进攻，察八儿兵败，投靠察合台汗国。1309年（至大三年），察八儿在察合台汗国的内争中失败，为察合台汗怯别所败，逃入元朝境内，窝阔台汗国灭亡，其地多被纳入察合台汗国。