在这个时候，来自术赤系的拔都和来自拖雷系的蒙哥结成了盟友：拔都想要赢得独立，蒙哥想上位。1250年，拔都以成吉思汗系诸王子中最为年长者的资格，接二连三的向诸王宗亲发出邀请：“拥立一个能干的，我们认为合适的人登临大位。”
然而，参加忽里勒台大会的诸王们，基本上以术赤系和拖雷系为主。至于窝阔台系和察合台系，除了察合台系的哈剌旭烈兀以外，只派来一些代表。
大家最初提议拔都继位，但是被他自己拒绝了，因为他已经习惯了俄罗斯草原的风土人情，不愿再回到蒙古本部。
于是拔都让他的大将忙哥撒儿推举蒙哥为大汗。这一年蒙哥已经43岁，年富力强，他年轻时参与伐金，后来又在长子西征过程中统率军队鏖战高加索。
作为拖雷的长子，蒙哥无论是实力、战功、名望还是血脉都是当时蒙古诸王当中的佼佼者。眼看无能为力阻止蒙哥继位，窝阔台和察合台系又提议由13岁的失烈门继位，理由是他曾经为窝阔台所中意。不过一切选举背后都是要靠实力说话，就在距离忽里勒台只有10公里的地方，驻扎着拔都带来的十万大军。所以窝阔台系和察合台系的提议被置之不理，蒙哥被推选为汗。
于是，拔都说，“按照蒙古人的习惯，父亲的位置是传给幼子的。而蒙哥正是圣祖幼子拖雷的亲生儿子，因此他具备继承汗位的全部条件。”最后，参加会议的全体宗王一齐解开腰带，脱掉帽子跪倒在地。拔都举杯正式宣布由蒙哥继承汗位，在场众人当场宣誓效忠。
为了让蒙哥继位更具有合法性，不久之后，拔都命令弟弟别儿哥和不花帖木儿率领十万大军，保护蒙哥前往克鲁伦河地区，举行全体宗王参加的忽里勒台大会。
1251年7月，在蒙古本部召开的这次忽里勒台上，蒙哥被拥戴登基，正式成为蒙古帝国第三任大汗，帐内外的诸王大臣同时九次叩首。蒙哥终于成为广袤无边的蒙古帝国的最高统治者。
拔都拥立蒙哥有功，取得了比以前更大的权力，塔拉斯河及河中地区成为他的势力范围。他的弟弟别儿哥因为直接率领军队护卫蒙哥登基，被赐予格鲁吉亚作为封国。
不仅如此，蒙哥继位后，宣布窝阔台家族试图发动政变。在一系列快速审判后，贵由的遗孀，海迷失皇后，被缝进口袋投入水中淹死。
此外，凡是牵扯进政变的大臣和将领均被处死。后来，那些对蒙哥继位表示不满的人以及曾经与拔都结怨的也纷纷被处以死刑。
窝阔台13岁的长孙失烈门也未能幸免，忽必烈很钟爱这个侄子，为了保护他的安全，特地把他带到自己的封地。但蒙哥后来还是下令将失烈门投入水中淹死。
贵由的幼子忽察被流放到哈拉和林以西的地区。察合台的另一个孙子不里，当年曾和蒙哥一起参加长子西征，因为在酒宴上和贵由一起咒骂拔都并拳脚相向，也被蒙哥交付拔都处死。
曾经在窝阔台和贵由手下担任宰相的镇海也被处死，同时被杀的，还有70多位曾经出生入死屡立战功的蒙古大将。经历这次打击之后，窝阔台系和察合台系彻底失去了与蒙哥争夺汗位的实力。从此，拖雷家族取代窝阔台家族成为东亚至上的蒙古黄金家族。
