窝阔台汗国，蒙古四大汗国之一，由窝阔台之孙海都建立，疆域包括原乃蛮部的领地和原西辽的部分领土（额尔齐斯河上游和巴尔喀什湖以东地区），建都也迷里城。
元宪宗元年（1251年），在拔都的大力支持下，拖雷之子蒙哥于忽里台大会被推举为蒙古大汗，汗统由窝阔台系转入拖雷系手中，引起窝阔台系宗王的极大不满，窝阔台三子阔出（1206~1236）之子失烈门联合贵由之子忽察、脑忽等人密谋发动政变，事泄，被蒙哥迅速镇压。
事后，为了打压和安抚其余窝阔台系宗王，蒙哥将窝阔台的封地划分开来，分封给窝阔台的诸多子孙，其中窝阔台次子阔端仍保持河西封地，阔端之子蒙哥都和祖母乞吉忽帖尼（窝阔台三皇后）则居于阔端封地之西；六子合丹被封于别失八里；七子蔑里封于叶儿的石河；四子哈剌察儿之子脱脱则被封于叶迷立一带；五子合失之子海都封到了海押立；元定宗贵由之子禾忽则获得了窝阔台汗国大斡耳朵，因禾忽年幼，由其母乃马真后进行管理。但是这样仍然难以消除窝阔台系宗王对于丢失汗位的怨恨。
元宪宗六年（1256年），蒙哥派遣石天麟（1218-1309）出使海都，被拘海都留扣押，说明此时海都已对汗庭抱有不臣之心，但是蒙哥并未对其作出惩罚。
元宪宗九年（1259年）七月，蒙哥病逝于征讨南宋的军中，为了争夺大汗之位蒙哥之弟忽必烈和阿里不哥两人之间爆发战争，蒙古帝国陷入内乱之中。此时，蛰伏多年海都看准时机，在争取到钦察汗国大汗别儿哥的支持后，开始不断扩充着自己的势力，并与察合台汗国大汗阿鲁忽数次交战，双方互有胜负。
中统三年（1262年），阿里不哥率兵讨伐背叛他的察合台汗国大汗阿鲁忽，贵由之子禾忽与阿鲁忽结盟，联兵抵御阿里不哥入侵，最终被阿里不哥打垮，海都乘机取代禾忽成为窝阔台系宗王之首，把窝阔台系宗王的力量网罗到自己麾下。
中统五年（1264）七月，忽必烈彻底击败阿里不哥，迫使对方投降，蒙古帝国重归一统。忽必烈考虑到之前在中统元年三月仓促即位于开平的做法不符合成吉思汗的扎撒（法律），故而准备依照传统惯例，在祖先发祥地斡难——怯绿涟之域召开由各系宗王参加的忽里台，重新确立自己的大汗地位。于是向各系宗王派去信使，邀请他们赴蒙古草原召开忽里台大会，得到了钦察汗国别儿哥汗、察合台汗国阿鲁忽汗和伊利汗国旭烈兀汗的一致同意。但此时海都却断然拒绝忽必烈的邀请（这场原定于至元四年<1267>召开的忽里台大会最终因各汗国之间爆发战争，以及阿鲁忽、旭烈兀、别儿哥三位先后去世汗王而未能如期举行）。
虽然海都拒绝入朝行为已经表明了他反叛意图，但由于当时其实力还不足以对抗大汗廷，故而海都并未立即举起反旗，而别儿哥的支持下与察合台汗国角逐中亚，不断的扩充自己的实力。
至元三年（1266年），察合台汗大汗阿鲁忽去世，其妻兀鲁忽乃立自己和前可汗哈剌旭烈的儿子木八剌沙继承汗位，但是同年九月，在忽必烈的支持下,察合台长子木阿秃干之孙八剌废除木八剌沙，成为新的察合台汗。
八剌继位后很快与海都在忽阐河流域爆发了战争，但是最终不敌海都，于是背叛忽必烈与海都结盟，海都的实力得到进一步增强，取得伊犁河谷与可失哈耳地区，并把势力伸及阿姆河以北地区。
至元五年（1268年），海都一部游弋东趋，进入岭北，攻击了蒙哥之子玉龙答失所统巴邻部众，但很快被驻扎在蒙古高原的忽必烈军队击败，海都被迫西逃。
海都的西逃，引起了八剌的疑惧，于是他出兵进行拦截，双方爆发大战。八剌先胜，但是之后海都获得了钦察汗国大汗蒙哥帖木儿的支援，实力大增，反败为胜，击败了八剌。
至元六年（1269年）春天，海都、蒙哥帖木儿和八剌三方议和，并于塔刺思河畔召开忽里台大会，划分在河中地区的土地，其中三分之二归八剌，其余部分则给予海都和蒙哥铁木儿，并商议以海都为盟主共同反对拖雷系的元朝大汗廷和伊利汗国，窝阔台汗国正式建立。
至元八年（1271年），察合台汗国大汗八剌向西进攻伊利汗国呼罗珊地区，为伊利汗国阿八哈汗击败，不久去世。
八剌死后，海都扶持察合台孙聂古伯（撒里班之子）继承汗位，并趁机控制了包括察合台汗国大斡耳朵附近的阿力麻里在内的整个忽阐河以东草原地区，由此实力大增，开始了与元朝在天山南北两路直接对峙和争夺的阶段。
为防备海都，至元八年（1271年），忽必烈以四子那木罕为将，统诸王七人出镇西北，于别失八里击败海都的军队，此后那木罕率军常驻西北。
至元十一年（1274年），不甘心继续做傀儡的聂古伯与海都决裂，双方爆发战争，聂古伯不敌被杀，海都又扶持察合台玄孙秃里帖木儿继承汗位，但是秃里帖木儿继位后难以压制阿鲁忽和八剌子孙的不满情绪，不到一年便去世了，海都于转而扶持八剌之子笃哇继承汗位，笃哇继位后对海都言听计从，使得察合台汗国实际上成为海都的附庸，由此海都的实力进一步膨胀。
至元十二年（1275年），忽必烈派遣丞相安童辅佐那木罕西征，不想此时蒙哥之子昔里吉暗结脱黑帖木儿、玉木忽儿、撒里蛮等人发动兵变，劫执那木罕、丞相安童，并遣使通联海都，此即“昔里吉之乱”，这场叛乱长达七年，使得忽必烈在西北的部署全盘崩溃。
“昔里吉之乱”前期海都一直持观望状态，但是随着元朝灭亡南宋后，不断的向西北增兵，让他感受到了威胁，于是开始对元朝开始用兵。
至元十七年(1280年)，禾忽子秃古灭袭攻哈剌火州，劫掠附近地区。
至元十八年(1281年)，刘恩率元军击败海都部将，进据斡端（今新疆和田）；海都闻讯急命部将玉伦亦撤自可失哈儿(今新疆喀什)率兵万人拒阻，为刘恩所败，翌年刘恩又击退前来攻城的海都系诸王。
至元二十年(1283年)，海都复遣部将八把领兵三万进攻斡端，刘恩因众寡不敌，主动撤还，不过元军虽然丢失了斡端，但至元二十一年(1284年)元朝的"游击军"曾进至可失哈儿，说明此时元军至少控制着北道的曲先等地。
至元二十三年（1286年），海都以偏师袭阿勒台山地区，自率主力由阿力麻里东进，在马纳思河与元军交战，击溃元军主力，一直掩杀至哈密之地，不久退兵。
至元二十四年（1287年），元朝东北地区爆发了铁木格斡赤斤（1168-1246年，成吉思汗幼弟）系宗王乃颜的叛乱，忽必烈率领元军主力东去平叛。
趁此时机，海都、笃哇等人率军东进，于至元二十六年（1289年）在杭海岭一带（今杭爱山）与忽必烈之孙甘麻剌率领的大军发生激战，由于海都的军队抢先占据有力地形，元军溃败，之后哈剌和林也一度被海都攻占，一直到同年7月，忽必烈率军亲征西北，海都才向西逃遁，此后双方于西北呈对峙状态。
大德五年（1301年），海都纠合诸王再度发兵东进，与海山（后来的元武宗）在帖坚古山交战，是为“帖坚古山之战”此战海都为海山所败，本人也身受重伤，于归途中伤重不治而亡，在笃哇的扶持下其子察八儿继承汗位，成为窝阔台汗国第二任可汗。
大德七年（1304年），察八儿与笃哇、明里帖木儿等诸王协商，决定改变与元朝为敌的政策，以承认元成宗为成吉思汗正统继承人为条件，换取元朝承认他们在西北地区立国的合法性。元成宗立即响应，终于达成了和约。元成宗、笃哇与察八儿共同遣使伊利汗国，向新即位的合儿班答诏告和平。
大德十年（1306），察八儿与笃哇交恶，双方交战于忽毡、撒马耳干之间，察八儿兵败，丢失塔剌思等地。趁此时机元朝怀宁王海山率军越过金山，在也儿的石河击败察八儿，察八儿向西逃亡察哈尔汗国投靠笃哇，窝阔台汗国灭亡，其领地部分归入元朝，大部分并入察合台汗国。
至大二年（1309），趁察合台汗国内乱之机，察八儿图谋复国，但是为笃哇子怯伯所败，窝阔台汗国失去了复兴的机会。
至大三年（1310），察八儿投降元朝，元武宗赐以其父海都封地汝宁府历年所积五户丝（元代赋税，按规定每五户出丝一斤）。