皇太子不甘心失败，于五月再次下令扩廓帖木儿讨伐孛罗帖木儿。扩廓帖木儿发兵12万，分三路出击。孛罗帖木儿留下部分兵力守大同，自率主力与秃坚帖木儿、老的沙大举进攻大都。不久，孛罗帖木儿大军的前锋入居庸关。皇太子亲率军驻守清河，中书左丞相也速率军驻于昌平，但军无斗志。于是皇太子急返都城，引扩廓帖木儿派来的白锁住部3万兵入城。二十六日，白锁住见孛罗帖木儿军主力将至，扈从太子离京逃往冀宁。次日，孛罗帖木儿入城。二十九日，顺帝下诏以孛罗帖木儿为中书左丞相，老的沙为中书平章，秃坚帖木儿为御史大夫。孛罗帖木儿的部属分别授予中央各部门的官职。同时，下诏要孛罗帖木儿和扩廓帖木儿和解。八月十一日，升任孛罗帖木儿为中书右丞相，监修国史，节制天下军马。十四日，皇太子到达冀宁，顺帝发来诏令要太子还京。
皇太子拒不从命，反而于至正二十五年（1365年）三月下令扩廓帖木儿、李思齐讨伐孛罗帖木儿。孛罗帖木儿闻讯，于初八将太子生母奇皇后幽禁于诸色总管府，逼她写信召回太子。同时，派秃坚帖木儿进攻上都，也速率兵南御扩廓帖木儿。也速兵至良乡，倒戈，转屯永平（今河北卢龙），派人联络扩廓帖木儿和辽东诸王，共讨孛罗帖木儿。孛罗帖木儿派骁将姚伯颜不花出战，又在通州虹桥被也速军击毙。孛罗帖木儿大怒，亲率大军出通州。不料三天大雨，不得不回师。这时，大同已被扩廓帖木儿部将关保攻占。孛罗帖木儿郁郁不乐，日日与老的沙等宴饮作乐，荒**无度。奇皇后以奉献数名美女的代价，竟换得孛罗帖木儿同意，于六月还宫。七月二十九日，威顺王之子和尚受顺帝密旨，与徐士本密谋，纠集勇士刺杀了孛罗帖木儿。老的沙闻讯逃走。顺帝下诏尽杀孛罗帖木儿党羽。次日，遣使携带孛罗帖木儿首级前往冀宁，召还太子。大约与此同时，奇皇后也派人告诉扩廓，带重兵送太子进京，以武力逼顺帝禅位。八月初一，貊高、竹贞部破城而入大都，大掠民财。十七日，诏命太子主持平叛。九月，扩廓帖木儿护送太子至京，但在离京30里处遣散重兵，轻车简从送太子入城，未按照奇皇后、太子的意图行事，招致了两人的怨恨。
同月，以扩廓帖木儿为太尉、中书左丞相、录军国重事，同监修国史，知枢密院事，兼太子詹事。十月，擒获并处死老的沙。不久又处死了秃坚帖木儿，彻底打垮了孛罗帖木儿的势力。闰十月，封扩廓帖木儿为河南王，代太子亲征，总制关陕、晋冀、山东等处一应军马，凡军民一切机务、钱粮、名爵、黜陟、予夺，悉听便宜行事。扩廓帖木儿的权力使之几乎成为一个独立的小朝廷。十二月，因大皇后弘吉剌氏已死，册立奇氏为大皇后。
至正二十六年（1366年）二月，扩廓帖木儿回到河南，设立分省机构，以调度各处军马，准备南下进攻朱元璋。由于他资深位尊，引起李思齐、张良弼等人的嫉妒。张首先拒不从命。三月，扩廓帖木儿派关保、虎林赤率兵进攻张良弼。李思齐、脱烈伯、孔兴等出兵援救张良弼。七月，扩廓帖木儿再派竹负等率兵与关保等合攻张良弼。张良弼、李思齐等合兵抵抗，关保等失利。李思齐等也未做好准备，于是主动请求顺帝下诏和解。
至正二十七年（1367年）正月，李思齐、张良弼、脱列伯等会盟，推李为盟主，共拒扩廓帖木儿。五月，两军对峙于华阴一带。八月初二，诏命皇太子总领天下军马，扩廓帖木儿守潼关以东，进攻江淮，李思齐守凤翔以西，进攻川蜀，张良弼进攻襄樊，并希望他们“同济时艰”。但是，扩廓帖木儿、李思齐等人拒不奉命。不久，貊高占据彰德（今河南安阳市）起兵反对扩廓帖木儿，并上奏朝廷表示服从诏令。顺帝下诏褒奖，并命其讨伐扩廓帖木儿。不久，关保也起兵反对扩廓帖木儿，拥护朝廷。初八，专为太子设大抚军院，主持讨伐扩廓帖木儿。十月初一，貊高军入山西，不久无功而还。初九，顺帝下诏罢免扩廓帖木儿太傅、中书左丞相等职位，只保留河南王封爵。要他将军队交给琐住、虎林赤、李克彝、关保也速、沙蓝答里、貊高等分别统领。扩廓帖木儿仍然置之不理。
至正二十八年（1368年）正月初一，太子命关保固守晋宁（今山西临汾市），总统诸军，以抗扩廓帖木儿，并下诏削夺扩廓帖木儿封爵采邑，命李思齐等讨伐。不久，扩廓帖木儿军自泽州（今山西晋城）退守晋宁。关保退至泽、潞（今山西长治市）二州，与貊高军会合。这时，明朝北伐军已进至河南了。李思齐、张良弼致书扩廓帖木儿，希望和解，然后退回陕西。只有关保、貊高仍挥师进攻晋宁。闰七月初一，扩廓帖木儿大破关保、貊高军，生擒二将，然后“请示”朝廷。顺帝无奈只好让扩廓帖木儿处死关保、貊高。十九日，顺帝和太子撤销大抚军院，将讨伐扩廓帖木儿之事推到知大抚军院事伯颜帖木儿等人身上。同时恢复扩廓帖木儿一切官爵和权力，希望他率部抵抗明军。但是，元军阵脚大乱，已无力拒抗明军北伐了。二十六日，扩廓帖木儿自晋宁退守冀宁。同日，明军已至通州，顺帝、太子等弃大都北走，明军顺利入城，元朝灭亡。
