泰定五年(1328年)二月，泰定帝改元“致和”。致和元年(1328年)七月初十，泰定帝也孙铁木儿驾崩于上都，享年三十六岁，葬于起辇谷。泰定帝去世，帝位本来应该由他的皇太子，九岁的阿速吉八继承，但身为左丞相的倒剌沙利用太子年幼，不即拥立，擅权自恣，独行独断，天怒人怨，众叛亲离。过了一个月仍不立新君，对此，朝野议论纷纷，朝内也是一片混乱。当时武宗海山的旧臣十分同情周王和世瑓的不幸遭遇，认为泰定帝也孙铁木儿的帝位得国不正，偏离了正统。此次帝位的传承应该还给武宗之子和世瑓。
因为根据当年“武仁授受”的君子协定，仁宗爱育黎拔力八达去世后，继承皇位的应该是武宗海山之子和世瑓。但是由于太皇太后答己和权臣铁木迭儿的干预以及仁宗禁不住权势和利益的诱惑，违背了这个协定，还下令将和世瑓封为周王，并令他去镇守云南，改由自己的儿子硕德八剌作为太子，也就是后来的元英宗。留守大都的佥枢密院事燕铁木儿本是武宗的旧臣、钦察部功臣土土哈之孙。成宗与武宗时期的名将床兀儿就是燕铁木儿的父亲，他因抵御海都有功，被封为句容郡王。所以，燕铁木儿也随之受到了武宗海山的重用。
燕铁木儿身受武宗宠拔之恩，自然希望皇位能够重新回到武宗后代的手中，于是与留守大都的安西王阿剌忒纳失里、其父妃公主察吉儿等联合，利用自己“环卫大都”的权力以及家族世代掌握能征善战的钦察卫，并调动其他各卫宿卫军，募死士、买战马，在八月初乘机发动政变。八月初，倒刺沙以正统自居，发兵分道进攻大都。燕铁木儿迅即在迁民镇(今河北秦皇岛市山海关)、古北口、居庸关等地增加驻军。二十五日，古北口守将脱脱木儿于宜兴(今河北承德西北)击败上都宗王失刺部，斩詹事钦察、平章乃马台。
九月初，燕铁木儿遣弟撒敦于榆林(今北京昌平西北)袭败上都梁王王禅、右丞相塔失铁木儿。之后阻击来自辽东的上都宗王也先帖木儿、平章秃满迭儿于蓟州(今天津蓟县)东流沙河。倒剌沙指挥军队，兵分四路对大都实施包围形势紧急之下，燕铁木儿对同党说:“皇上病故，太子尚幼，国家须择立长君，英宗已不当立，大行皇帝，更是旁支，今日宜正名定分，迎立武宗嗣子，机不可失，时不再来。当时由于武宗海山的嫡长子周王和世瑓远在漠北，嫡次子怀王图帖睦尔在江陵居住。他们的策略是:先迎怀王入都，安定人心，然后再迎周王，重复仁宗朝的故事。
燕铁木儿通过一番密谋和武力运作，一边控制内廷，稳住百官;一边派心腹，乘着快驿，迎怀王图贴睦尔于江陵;一边还在大都放出空气，说周王、怀王都派信使来报，说都已动身前往大都。这个时候的燕铁木儿紧张得几天几夜不敢入睡，坐以待旦。图贴睦尔来到大都，燕铁木儿等就请他继承大统，怀王图贴睦尔说:“登大位者应该是兄长，现在两都之战尚未平息，暂来监国，等兄长到，再请即位。”到了九月份，燕铁木儿约了诸王大臣，再三上书，请怀王早登大位，以安天下。
怀王依然是再三推辞，燕铁木儿说:“人心向背，间不容发，现在兵戈未息，神器不可久虚，天下不可以无主;不速登大位，不足以稳定人心。”五天之后(致和元年9月13日)，怀王图贴睦尔，在大都大明殿称帝，改元“天历”，这就是元文宗。燕铁木儿因拥立之功，被封为太平王、中书右丞相，加开府仪同三司、上柱国、录军国重事、兼修国史，占据了当时大臣中最高的名分与权位;而柯九思也被授予典瑞院都事，秩正七品，主要掌管瑞宝和礼用玉器，他从一名白衣儒士成为了元朝的一名官员，并且可以侍奉在皇上身边。
与此同时，上都那边，丞相倒剌沙感到形势紧迫，急忙拥立9岁的皇太子阿速吉八即位为帝，改元“天顺”，是为天顺帝。元文宗图贴睦尔和天顺帝阿速吉八分别在大都和上都即位，就好像是天上同时出现了两个太阳，随后双方爆发了一场短暂的内战，是为“两都之战”。倒剌沙拥立阿速吉八继位后，立即派遣梁王王禅、右丞相答矢铁木儿、御史大夫纽泽、太尉不花等率军分路南进，破居庸关，进昌平，直逼大都。面对上都的进攻，大都的大将、佥枢密院事燕铁木儿急忙与其弟撒敦、儿子唐其势等率军迎战，王禅等屡败兵溃。
十一月，燕铁木儿的叔父、东部蒙古元帅不花帖木儿伙同齐王月鲁帖木儿统兵围困上都，倒剌沙屡战皆败，见形势危急，被迫开城门捧着帝玺出城投降，图帖睦尔兵入上都，进宫搜捕，后妃等人都在，唯独不见天顺帝阿速吉八。关于阿速吉八的下落，汉文史料无载。《黄金史》和《恒河之流》等蒙文史料均记载阿速吉八死于此战乱，而据元代藏文史料《红史》记载，阿速吉八为齐王月鲁帖木儿所杀。因为泰定帝、天顺帝父子被视为非法君主，没有上汉文庙号和谥号及蒙古汗号，甘麻刺亦被剥夺了“显宗”庙号，并撤出他供奉在太庙的神主。
泰定帝的后妃也被通通送给燕铁木儿为妻妾。两都之战削弱了蒙古贵族的统治力量，上都方面参战者主要是随驾怯薛、宿卫军队，其核心部分是由蒙古、色目成员组成的，战争指挥者也多是蒙古、色目贵族。如辽王脱脱、梁王王禅、国王朵罗台、阳翟王太平、湘宁王八剌失里、诸王也先帖木儿及忽刺台、驸马孛罗帖木儿以及“用事”之臣蒙古答失、雅失帖木儿、钮泽等。这些人或在战场上被杀，或被擒处死，其子孙也被流放到边远地区，晋王甘麻刺一系势力退出政治舞台。
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