除了更遥远的钦察汗国（金帐汗国），三大汗国都遭遇到元军的兵锋。
在古代，准备一场大战需要很长时间。三大汗国被忽必烈的战略欺骗迷惑，根本没有准备。等到收到忽必烈西征的消息，无不大惊失色。
海都等汗王们一边派出信使拿着令箭去各地调遣兵力，一边匆匆忙忙的组织兵马，抵抗元军。
可是，终究是迟了一些。
等到元军从吐蕃俯冲而来，他们的兵力还没来得及调集到一起，防御准备也很不充分。而元军虽然远道而来，可却是有备而来。
首先东路军的安西王安难答所部十万人，于三月上旬来到帕坚古山，海都匆匆组织了三四万汗庭骑兵，亲自赶来阻击。
安难答根据忽必烈授予的军略，首先以一万日军和一万汉军步兵邀战，吸引求胜心切的海都进攻。
海都见到阿难答竟然以步兵进攻，认为机会难得，立刻派一万骑兵攻击。
然而，这就是一个陷阱。
等到海都的骑兵进攻，隐藏在元军军中的火器突然发射。元军的火器无论威力还是射程和可靠性，和唐军火器都不可同日而语，差了一大截。
可是突然作为一个杀手锏对付海都，却足以能让海都吃个大亏。
两万装备劣质火器的汉军一起发射，巨大的爆炸声和密集的弹雨，顿时让海都的一万骑兵伤亡惨重，尤其是战马受到了惊吓。
海都所部仓促应战，本来就士气不高，突然被这么犀利的火器狠狠当头一击，顿时慌了。
而早就准备好的几万元军骑兵，乘机发起了全线攻击。
海都汗大败，所部被杀的，投降的超过三万人，他本人仅率数千骑兵西逃。
阿难答一路追击，一直追到窝阔台汗国的首都也迷里城，用火炮轰开也迷里城，将海都汗的家属全部擒获。
三月下旬，海都召集了五万骑兵，要夺回也迷理城。阿难答将擒获的海都家属和官员推到城头示众，然后公布忽必烈圣旨，宣布海都是叛逆，再用火炮凭城轰击，最后出动骑兵反攻。
海都所部看到人质，听到圣旨，又被火器惊吓，军心涣散之下再次大败。但海都跑路的本事不差，他率领上万骑兵，惶惶逃往察合台汗国。
号称控弦十万，和忽必烈争斗多年的海都汗，不到一个月两次大败，麾下兵马大多投降了元廷，少数战死。
然而海都不知道的是，察合台汗国被忽必烈亲率的主力袭击，情况同样糟糕。
察合台汗国是四大汗国中实力仅次于钦察汗国的存在，占据了河中大部，号称控弦二十万。
可问题是，察合台汗国的战争准备严重不足。那么大的地盘，要将兵力全部集中起来，短期内绝对做不到。
三月下旬，忽必烈渡过塔里木河，在库车和察合台汗笃哇调集的八万骑兵决战。忽必烈在战前，首先给笃哇传达了圣旨，说他忘恩负义，是大蒙古国的叛逆，让他投降。
笃哇又惊又惧，部将们也都是犹豫不决。毕竟忽必烈是大元皇帝，他们虽然反对忽必烈，可此时直接面对忽必烈亲率的大军，仍然感受到反抗的艰难。
可是笃哇还是决定打。打还是希望，不打，他就只能被送往大都，他的汗国，也将被忽必烈吞并。
于是，库车大战爆发了。
这是数十年以来，整个世界最大规模的骑兵决战。
忽必烈用从李洛那里学来的战术，利用火器狠狠挫败了笃哇的士气，然后利用骑兵围堵，用步兵军阵掩护汉军火器兵，三者结合的持续的进逼轰击，打击笃哇士气，不断给笃哇放血。
终于，有大将开始背叛笃哇，带着成千上万的骑兵投降忽必烈。
到了第三天，笃哇被逼无奈，只能发起决战。
结果可想而知，笃哇大败，死伤数万，投降数万。就是笃哇自己，也被高丽大将高铭射伤耳朵，最后仅率数千骑兵逃走。
忽必烈乘胜北上，渡过特克斯河，直逼察合台汗国的都城：苹果城（阿力麻里）。
而笃哇眼见苹果城不守，只能带着家属和汗庭官员西逃。一边召集其他兵马。
逃入察合台汗国的海都，惊闻笃哇大败西逃，也不敢再去苹果城了，只能也往西逃走。
于是，忽必烈在南，安西王在北，这对祖孙一南一北的往西追击。而海都汗和笃哇汗则是一起西逃。
四月初，逃到河中重镇怛罗斯的笃哇汗，身边终于又聚集了赶来汇合的八万多兵马，这才惊魂甫定。
海都汗闻讯后，也逃到怛罗斯，两军汇合，只剩下十万人了。
四月中旬，忽必烈的大军终于到了怛罗斯河东岸，与怛罗斯城不到十里距离。
同时，胜券在握的忽必烈派快马告诉孙子安西王，让他的大军不用来怛罗斯汇合，而是渡过伊犁河，绕过巴尔喀什湖，攻入钦察汗国，吸引钦察汗国主力东来。
忽必烈很清楚，窝阔台汗国和察合台汗国已经完了，笃哇和海都连接大败，困守恒罗斯，已经翻不出他的手心。
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