监国两年后，宗王贵族和大臣们按照传统，召开「忽里台」大会，1229年9月13日推举窝阔台为新一任大蒙古国皇帝（大蒙古国大汗）。元太宗三年（1231年）农历八月，始立中书省，以耶律楚材为中书令。期间推行各种改革及善政。1241年12月11日，元太宗窝阔台病逝，乃马真皇后临朝称制，她当政期间，朝政多乱，耶律楚材身为中书令，却力争不得。乃马真皇后称制三年（甲辰年）五月十四日（1244年6月20日），耶律楚材悲愤以终，因病去世，享年五十五岁。耶律楚材去世后，乃马真皇后哀悼，赙赠甚厚。后有谮楚材者，