До того часу монгольську владу в регіоні здійснював брат каана Мунке Хулагу. Кей-Кавус і Килич-Арслан прибули до ставки Хулагу поблизу Тебріза. Хулагу був украй невдоволений виступом Кей-Кавуса проти Байджу-нойона, проте, на прохання своєї дружини Докуз-хатун, пробачив його. Обидва брати взяли участь у монгольській кампанії в північній Сирії, та повернулись до Руму, коли Хулагу відступив на схід. Потім, запідозривши Кей-Кавуса у таємних стосунках із мамлюками, Хулагу наказав Килич-Арслану вирушити з військами проти брата. За підтримки монгольських сил Килич-Арслан витіснив Кей-Кавуса з його столиці Коньї, і той був змушений тікати спочатку до Антальї, а потім — до Константинополя, до двору Михаїла Палеолога.