朝省大臣多在上都燕铁木儿遂推前湖广行省左丞相别不花为中书左丞相太子詹事塔失海涯为平章政事前湖广行省右丞为左丞与原右丞赵世延等共掌政务另立政府同时调宿卫诸军严守宫廷及京畿诸要隘完全控制了大都局势。不久又令人诈称为和世■派来的使臣扬言和世■已率诸王兵南来“旦夕且至”以稳定人心1。与此同时在上都的中书左丞相倒剌沙与梁王王禅、辽王脱脱等宗室、右丞相塔失帖木儿、知枢密院事铁木儿脱、御史大夫纽泽等大臣结成拥护泰定帝太子的一派处死企图在上都起事响应大都的诸王满秃等出兵分道讨伐大都于是两都之战爆。

两都之战图帖睦尔在伯颜护送下急趋大都先遣使升燕铁木儿为知枢密院事；八月二十六日至京燕铁木儿奉天子车驾郊迎遂入居皇宫。燕铁木儿虽然声称同时奉迎武宗的太子但和世■多年僻居西北底细不明故实际上是打算拥立图帖睦尔当他任命诸宿卫军官时就命他们向南拜谢可见其意所在。九月初八不待和世■至他就率领诸王、大臣劝请图帖睦尔即位。十三日图帖木尔即位封他为太平王以太平路（令安徽当涂）为食邑赐金、银、钞及平江路（今江苏苏州）官田5oo顷又加授开府仪同三司、上柱国、录军国重事、中书右丞相仍前知枢密院事。同月倒剌沙等也在上都奉泰定帝子阿剌吉八即帝位。

1《元史》卷三二《文宗纪》一。又据卷一八四《任哥传》泰定四年哥与平章政事（按：于英宗时任中书左丞泰定帝即位后改御史中丞寻被免职。其任平章政事在文宗即位后）曾密议拥立武宗子并以其谋告燕铁木儿得到了他的同意。可见早在泰定帝得病前他就与亲信密谋政变。1《元史》卷一三八《燕铁木儿传》。以下凡据本传者不注。

上都军由梁王王禅、诸王失剌、也先帖木儿等分别率领进向居庸关、古北口和迁民镇（今山海关）湘宁王八剌失里、诸王忽剌台等率另一路军绕道山西进向紫荆口对大都地区形成四面进攻的态势。九月初燕铁木儿亲率主力击退逼近榆林（居庸关外）的王禅军。不久因上都诸王也先帖木儿、平章秃满迭儿所部辽东军突破迁民镇关口西进复奉旨前往蓟州堵截十六日军至三河县得报王禅军已破居庸关乃留一部军守蓟州自率主力迅回师西向。二十日与敌前军遇于榆河激战却之追至红桥北于是两军隔江桥立营。后数日中与王禅军两次会战于榆河北白浮之野设计命将卒乘夜鼓躁钲鼓号角齐鸣敌营惊扰自相踏践、射击败走。二十五日追袭王禅军于昌平北杀敌数千降者万余；次日敌军溃散王禅逃入北山遂收复居庸关命将守之。

二十七日获悉上都军攻破古北口进掠石槽（怀柔西南）即遣弟撒敦领兵急往迎击自率大军继至转战至牛头山（怀柔南）俘其驸马孛罗帖木儿等上都军万余人降残部溃散被逐出古北口。二十八日上都也先帖木儿、秃满迭儿军攻占通州逼近大都燕铁木儿又麾师驰救十月一日黄昏赶至立即乘敌休息直捣其营敌不及应战退到潞河东二日后宵遁乃渡河追击进驻枣林（通州东南）；五日上都军复集来攻激战破之斩其阳翟王太平敌死伤惨重北遁。上都诸王忽剌台军于九月末攻入紫荆关十月初进犯涿州于良乡南打败大都军据卢沟桥而阵。七日燕铁木儿率军兼程西进人马皆且行且食急趋良乡在卢沟桥作战的大都军遂声言燕铁木儿军将至上都军惧退走；后此路军曾攻下冀宁（太原）而上都已败退至马邑湘宁王八剌失里、诸王忽剌台等皆被擒。十一日上都秃满迭儿军复入古北口燕铁木儿率军御之大战檀州（密云）南敌败其万户以所部军降秃满迭儿遁走辽东。十三日齐王月鲁帖木儿与东路蒙古元帅不花帖木儿（燕铁木儿叔）率军包围兵力空虚的上都倒剌沙等出降两都之战至此以上都的失败告一段落。此次内战上都方面拥有较多诸王、大臣的支持兵力颇强其四路军均曾先后攻入京畿但缺乏统一指挥未能配合而燕铁木儿则集中精兵由自己直接统率又富于谋略勇决善战虽往来奔驰救援均能以优势兵力各个击溃敌人保卫了大都的安全。赢得两都之战的胜利使燕铁木儿权势更盛。文宗下诏：“今后朝廷政务及籍没田宅赐人者非与燕铁木儿议诸人不许奏陈。”加号“答剌罕”使子孙世袭其号；许兼三职署事。十二月置龙翊卫分领钦察卫士以燕铁木儿兼都指挥使。天历三年（1329）正月立都督府（六月升为大都督府）统左、右钦察卫、龙翊卫及哈剌鲁、东路蒙古二万户府和东路蒙古元帅府亦命他兼统并授御史大夫。于是军、政、监察大权尽掌握在他手中。

参与谋害明宗文宗即位时曾宣布等长兄来到立即让位打败上都集团后就派官员北迎和世■。天历二年正月和世■从西北来到和宁地区岭北诸王、旧臣争先迎谒拥戴于是不等与文宗及其大臣见面就在和宁北即帝位是为明宗。三月文宗命燕铁木儿奉皇帝玺往见明宗；四月到达明宗驻地洁坚察罕（在和宁北本太宗春季行宫）献上帝玺明宗命他仍为中书左丞相封爵如故并宣布“凡京师百官朕弟所用者并仍其旧”。燕铁木儿奏请任命中书、枢密、御史台大臣于是明宗任命追随他的旧臣哈八儿秃等为中书平章政事、知枢密院事、御史大夫并向燕铁木儿及新任大臣谕示了一系列政令；同时立文宗为皇太子。燕铁木儿从明宗南行八月一日至旺兀察都（即中都今河北张北之北）次日文宗从上都来迎兄弟相见宴诸王、大臣于行宫。六日明宗“暴崩”燕铁木儿声称奉明宗皇后之命以皇帝宝授予文宗立即拥文宗“疾驱”还上都途中“昼则率宿卫士以扈从夜则躬擐甲胄绕幄殿巡护”八日抵上都。十五日文宗再即帝位。明宗之死事有蹊跷皇后八不沙、子妥欢贴睦尔（即元顺帝时已十岁）当时都在行宫必知其情朝野当亦有疑者但八不沙于次年即被谋杀妥