就在元朝的军队一批一批进入畏兀儿地区，元廷不断加强对这里的统治的同时，海都等叛王的军队仍不断深入掳掠。至元十七年，禾忽之子秃古灭入掠火州城民，抢劫粮食。至元二十二年（1285）元廷因总兵于西的诸王阿只吉失律，改由丞相伯颜代领其职。次年，海都袭来，至别失八里附近的洪水山，伯颜率元军迎战海都，结果失利，都元帅綦公直亦被俘。至元二十九年，别失八里一带发生混乱，忽必烈降旨命康里大将明安讨之，明安在别失八里附近对叛军的战斗中获胜。由于双方的军队在畏兀儿地区反复争夺，当地人民被迫两面进贡，生活极为困苦。

　　元灭宋后，大批元军涌入葱岭以东地区时，拜延八都鲁之子兀浑察从征斡端。至元二十六年，元廷罢斡端宣慰司元帅府后，兀浑察所部并未移驻内地，至元三十年（1293），兀浑察死，其子袭职，被授以“曲先塔林左副元帅”，这应是统领曲先附近塔里木河流域驻军的武职。成宗朝初年，元廷仍控制着畏兀儿地区。不过，由于元朝放弃了斡端等今塔里木盆地西端和西南端的据点，畏兀儿地区除了在北方受到从阿力麻里和霍博、也迷里方向的威胁以外，在天山以南曲先以西方向也受到压力。为了增强对畏兀儿地区的防卫，元贞元年（1295），元廷同时设立北庭都元帅府和曲先塔林都元帅府。然而此时元廷已无意恢复它昔日在畏兀儿地区的地位，故一面增强驻守① 屠寄认为此战发生于至元二十二年（1285）。

　　当地的诸王术伯的力量，一面尽量避免与海都、都哇在这一带地区冲突。与元朝企图在畏兀儿地区维持现状的打算相反，都哇一直没有放弃侵占畏兀儿全境的打算，至元十二年以来，他在葱岭以东地区始终保持着进逼的势头。面对畏兀儿地区从一面受敌变为南北两面受敌的现实元廷不得不取守势，步步后退，双方的这种一进一退的战略态势一直保持到1304 年蒙古诸汗国约和前夕，这时火州已不再为元戍边诸王所及，都哇也把火州完全看成自己的领地。

　　火州并入察合台汗国后，都哇家族在畏兀儿地区扶植了自己的亦都护，并设置官守、征收赋税。从《元史·地理志·西北地附录》和《经世大典图》可以看出元朝廷与察合台汗国在河西方向辖地的分界在火州和哈迷里之间，但火州仍然与元廷保持着特殊的关系。哈剌火州有义务向朝廷贡献葡萄酒，年年不断，订有长例。贡酒者，除了火州的官员之外，还有当地的富民大户。延祐年间，元朝与察合台汗国之间再度爆发战争，战事除了在也儿的石河以南直到塔剌思一带展开外，也波及到畏兀儿地区。火赤哈儿亦都护死后，亦都护家族避居甘肃永昌，与畏兀儿之地政治上已没有什么联系，延祐三年（1316），元仁宗封纽林的斤为高昌王，设王傅之官。其王印行诸内郡，亦都护印行诸畏兀儿境，领兵火州，复立畏兀儿城池。这一连串行动无疑与元军战胜也先不花有关。不过，元朝在获胜后很快撤回境内，永昌的亦都护家族也没有在畏兀儿地区站住脚。至顺元年（1330）九月，元廷在火州“复立总管府”，这应是一个代表机构。尽管畏兀儿地区已被察合台汗国所并，但当地制度仍深受汉地制度影响，许多贵族仍拥有源自汉语头衔。察合台汗国所立亦都护别帖木儿称为丞相，他手下人分别称为右丞，左丞，并且位次也是右高于左，同于内地。

　　元代畏兀儿人主要信奉三种宗教，佛教和基督教聂斯脱里派。唐代回鹘人迁居安西后，一面继续崇奉摩尼教，一面接受了当地流行的佛教。古代波斯地理学家葛尔迪齐（Gardizi）提到高昌回鹘时说，他们的可汗本来是摩尼教徒，但在其城里和国内也有迭屑教徒及袄教徒和佛教徒①。元代文人欧阳玄记载道：“高昌王有印曰‘诸天敬护护国第四王印’，即唐所赐回鹘印也。言诸天敬护者，其国俗素重佛氏。因为梵言以祝之。”②宋初，王延德使高昌归来后提到，高昌有佛寺五十余区，皆唐朝所赐颜。寺中有《大藏经》、《唐韵》、《玉篇》、《经音》等。近人在吐鲁番发现的大量高昌回鹘时代的回鹘文佛经残卷，足以说明当时其地佛教的盛况。

　　至十三世纪二十年代，邱处机西行，在别失八里、昌八里城都看到当地的佛僧和佛寺。入居汉地的畏兀儿人中佛教徒也很多，比较著名的有高昌人① 马尔丁奈兹（A.P.Martinz）：《葛尔的齐书中有关突厥的两章》（Gardizi’stwo Chapters on the Turks），载Archivum Eurasiae Medii Aevi，1982，Ⅱ，见页134。

　　② 《高昌偰氏家传》，《圭斋文集》卷十一。

　　舍兰兰③、畏兀儿族翻译家别失八里人安藏④、别失八里人大乘都⑤、畏兀儿人阿鲁浑萨里、其子乞台萨里、其孙阿鲁浑萨里等。值得一提的是畏兀儿人迦鲁纳答思，他“通天竺教及诸国语”，以畏兀字译西天、西番经论，“既成，进其书，帝命锓版，赐诸王大臣”。迦鲁纳答思译经所在地是北京的白塔寺，锓版印出的经典除了分赐给汉地的诸王大臣，也赐给已在察合台汗国统治下的畏兀儿地区的贵族。近人发现的编号为YM14（U4759）号畏兀儿文书，就是一份迦鲁纳答思翻译的佛经刻本残卷。元廷颁赐到畏兀儿地区的，还有蒙古文佛经。①除了畏兀儿地区的贵族从元廷受赐佛经以外，连高昌寺院内的燃灯续明之费也由内地供应。迁居永昌的亦都护家族周围所聚居的畏兀儿人也留下了一些佛教文献。有元一代，佛教是畏兀儿人中的主要宗教。这种情况直到明代中叶以后才改变。