公元1301年，窝阔台汗国海都在与元军的战斗中失败并受伤，不久后死去。之后他的儿子察八儿继位。但此时察合台汗国已经和窝阔台汗国闹翻。在公元1304年，察合台汗国入侵窝阔台汗国，察八儿兵败投降，但因为其铁木真后裔身份，还是受到一定礼遇。在公元1309年，察八儿又和察合台汗国君主怯别闹翻，逃到元朝境内，察合台汗国正式宣告灭亡，其故地多数并入察合台汗国，少数并入元朝版图。
公元1335年，伊儿汗国大汗不赛因死后没有后嗣，最终出身于阿里不哥家族的阿儿巴成为其大汗，但此后伊儿汗国迅速分崩离析。当地蒙古人后裔则建立了丘拜尼王朝和札剌亦儿等小王朝，其中丘拜尼王朝曾经继续拥立了一名伊儿汗。但在公元1355年，丘拜尼王朝被宿敌金帐汗国灭亡，末代伊儿汗努失儿完不知所踪。公元1393年，占据巴格达等地的札剌亦儿王朝被帖木儿帝国攻灭，伊儿汗国最后余脉终结。当地的蒙古后裔则分别融入了各个当地族群之中。但经过伊儿汗国统治之后，波斯地区摆脱了对阿拉伯人的从属地位，此后当地重新出现了完全自立的波斯王朝。
因察合台汗国内部伊斯兰教势力崛起，察合台汗国内部也多次发生内战，最终在公元1365年分裂成东西两个汗国。西察合台汗国的大汗很快沦为傀儡，在公元14世纪后期到15世纪初，西察合台汗国被军阀帖木儿完全掌控，帖木儿在此期间四处征战，不但大幅削弱了金帐汗国，还曾击败奥斯曼帝国并将其苏丹俘虏，而且曾企图入侵明朝。公元1402年，西察合台傀儡大汗麻哈没死亡后帖木儿没有另立傀儡，西察合台汗国灭亡。帖木儿所建立的帝国则也在公元1405年帖木儿死后迅速崩溃。
东察合台汗国后来在中国史书中先后被称为别失八里，亦力把里和吐鲁番，曾多次接受明朝册封。公元1580年吐鲁番被叶尔羌汗国灭亡，察合台汗国的正统继承者不复存在。不过叶尔羌汗国统治家族也是出自察合台汗国支系。叶尔羌汗国曾向清朝称臣，但最终在公元1680年被准噶尔汗国灭亡。察合台汗国统治族群则在此期间融入了西域不同民族之中。
公元1357年，金帐汗国的札尼别汗死后，汗国陷入内乱。在公元1396年，金帐汗国又遭到了中亚征服者帖木儿的连续入侵，逐渐走向衰落。公元15世纪晚期，金帐汗国分裂成至少6个小汗国。公元1480年，莫斯科从名义上继承了金帐汗国的大帐汗国独立。公元1502年，大帐汗国被从金帐汗国分裂出来的克里米亚汗国灭亡。而包括克里米亚汗国在内的金帐汗国余脉在公元16到19世纪先后被莫斯科发展而成的沙俄灭亡，金帐汗国统治族群则主要成为了今天俄罗斯最大少数民族鞑靼人。因此从这个角度说，金帐汗国对欧亚历史最大的影响也可以说是间接促成了俄罗斯的诞生与崛起。
