于1365年再次分裂，不久后，西部汗国被帖木儿帝国取代。东部汗国在中国史籍以国都为名，先后称为别失八里（唐朝的庭州、北庭都护府，今新疆吉木萨尔）、亦力把里（歪思汗之后，即伊犁，今新疆伊宁市）、吐鲁番（也密力火者、速檀阿力之后，即唐朝的西州、高昌，今新疆吐鲁番市）。1570年吐鲁番汗国最后一任大汗马速与同是察合台系的叶尔羌汗国交战被俘，东察合台汗国正支汗统结束。