哈马鲁丁乘机攻入帖木儿帝国境内,并占领大片土地,帖木儿帝国边境再燃烽火。帖木儿亲率军队南下费尔干纳。哈马鲁丁获知后,采取避实击虚的战术,“主动撤退,他让眷属和部落离开阿思八失,自己带着四千骑兵埋伏在一个地方。等到帖木儿的大军过去后,哈马鲁丁率军队从埋伏地冲出来,将帖木儿和他的卫队团团围住。帖木儿率部奋力拼杀,才得以脱身。”哈马鲁丁军队获胜。
之后,帖木儿重整军队,二次向哈马鲁丁逼来。哈马鲁丁被一时胜利冲昏头脑,对帖木儿帝国军队产生麻痹心理。当双方军队在桑格即哈吉地方相遇时,哈马鲁丁军队过于轻敌,最终导致哈马鲁丁军队全军覆没。“哈马鲁丁本人也身受数伤,徒步逃跑,仅以身免”（《拉失德史》,页214-215。）。
帖木儿军队乘胜收回被哈马鲁丁军队侵占的领土。东察合台汗国的哈马鲁丁经上述战事后,军事实力锐减,从进攻转向防守。帖木儿帝国虽也损兵折将,但元气尚存。为彻底消除哈马鲁丁的东山再起,1377年,帖木儿派乌马儿?沙黑率军队进攻东察合台汗国的北线游牧区,并指令异密阿里?不花、异密契丹?把阿秃儿（这似乎是一个突厥化的中国人）等的军队协同作战。他们侵入对方北线游牧区后,很快在忽老图沙漠中与哈马鲁丁军队遭遇。经激战,哈马鲁丁军队不支而溃（《拉失德史》,页219。）。
当帖木儿得知战果后,认为未达到预期目的,决定亲征。同年,帖木儿派木撒之子马黑麻?别乞、异密阿拔思和安克?撤木儿为先锋再攻东察合台汗国。哈马鲁丁也招集部众抵抗。双方在东察合台汗国境内的伊塞克湖附近的布哈姆地方摆开阵容。哈马鲁丁遭帖木儿帝国军队前次的几次重创,元气大伤,尚未恢复。这次双方一经交战,哈马鲁丁的军队便四散奔逃。帖木儿亲领军队追击,将哈马鲁丁的残部追至伊塞克湖西南之库什卡儿地方方才收兵。返回时还纵掠该地。3年,帖木儿派遣军队向东察合台汗国的北部又发动一次小规模战争。哈马鲁丁仓促应战,在其境内的阿塔库姆战败,率残部退进伊塞克湖周围的群山中。帖木儿帝国军队紧追不舍,因未找到哈马鲁丁的踪迹,帖木儿帝国军队洗劫该地后凯旋（巴托尔德:〈中亚史研究四题〉,卷1,页141。）。
1390年,帖木儿帝国的讨伐军对东察合台汗国进行了一次扫荡,以期彻底铲除哈马鲁丁的军事势力。这一期间,哈马鲁丁已丧失东察合台汗国的统治权,在伊犁河和伊塞克湖一带四处流窜,后来不知所终（关于哈马鲁丁的下落,《拉失德史》,页222说.当时,哈马鲁丁患水肿病,不能跨马握缰,因而被部下抛弃,下落不明。巴托尔德认为,哈马鲁丁是在帖木儿军队的追击下,向北流窜到阿尔泰地区,后在阿尔泰森林中因患水肿病死去。见巴托尔德：《中亚史研究四题》，页1430）。
帖木儿此次用兵就是要借哈马鲁丁丧权之机,一举根除哈马鲁丁及其残部的势力,以解帖木儿的心头之患。帖木儿帝国军队越过边界进入东察合台汗国境内。他们一路势如破竹，经伊塞克湖、倥格斯山、伊犁河、博尔塔拉河等地到达额尔齐斯,横扫东察合台汗国的北境,哈马鲁丁及其残部望风北逃阿尔泰。而后,帖木儿帝国军队经阿敦?库格和巴尔喀什湖返回帖术儿帝国境内（巴托尔德:《中亚史研究四题》卷1，页143。）。
至此,双方长达22年之久的战争终告结束。双方战争的影响东察合台汗国与帖术儿帝国间的战争,对明代西域和河中地区的政治、经济、对外关系均产生深远影响。在政治上,双方经这场战争的反复较量后,东察合台汗国的哈马鲁丁为首的“借汗”政权垮台,代之以察合台后王黑的儿火者汗为首的“合法”政权。从此,双方关系由对抗转向缓和。
从本质上看,该战争是河中维护蒙古“黄金家族”的传统势力与西域反对“黄金家族”的变革势力间的一场决战。它发端于蒙古势力相对薄弱的西域,结果给西域和河中地区带来了灾难。河中帖木儿以“黄金家族”的代言人自居,迎合当时人们对“黄金家族”的趋从心理,打起维护其正统地位的旗帜,“招降纳叛”,分化瓦解哈马鲁丁的实力,以达到消灭哈马鲁丁,巩固河中统治地位的目的。
而西域的哈马鲁丁试图冲破这种传统观念,但受自身实力的限制,几经周折,陷入内外交困的境地,不可避免导致失败之厄运。鉴于上述原因,战后,双方关系步入了相对缓和时期。河中帖木儿取胜后,削弱了东察合台汗国对其东部边界的威胁,但西域的朵豁剌惕部异密家族的势力仍很强大。这就意味着,河中帖木儿要在短期内完成统一西域的宏业并非易事。所以,帖木儿一改原先单一的武力征服,因地制宜,对葱岭东的西域以政治威慑为主,将重点放在对帝国西部的伊利汗国和奥斯曼土耳其帝国的征伐上，以获取更多的土地和财富。
而东察合台汗国的黑的儿火者汗登上汗位后,与帖木儿帝国罢兵言和,潜心于国内政务的治理。他依靠西域朵豁剌惕部异密忽歹达的辅政,恢复了久遭哈马鲁丁废弃的汗制,提高了东察合台汗国政权的威望,稳定了国内的政局,“汗国的朝政以及贵族的藩务也都重新按部就班”（《拉失德史》,页2280。）同时,黑的儿火者汗还积极东扩疆土,进行统一西域的战争。
《拉失德史》记载道：“黑的儿火者在位时,曾经举行过圣战进攻契丹(明朝)”。“他亲自攻占了契丹的两个边隆重镇哈刺和卓(吐鲁番县的高昌故城南二堡遗址)和土鲁番”（《拉失德史》,页225）,并将吐鲁番地区纳入其版图。西域政治的逐步稳定,为西域的统一和社会经济的恢复奠定了基础。随着战后西域和河中形势的发展,双方各自战略重点的相应调整,决定了双方政治格局的分离。尽管双方也偶发军事冲突,但对双方政局影响甚微,缓和似乎已成为彼此政治生活的主流。
东察合台汗国以经营西域为治国之本,并采取一系列政治、经济、宗教等方面的措施,强化本土意识,旨在确保西域的统治。帖木儿帝国此时也把精力移至对西亚的征服,葱岭作为双方政治地理的分界线已成定局。
从此,双方以葱岭为界开始各自不同的发展道路。随着这种政治格局的延续,一条从喷赤河横穿葱岭至塔拉斯河和巴尔喀什湖的政治地理分水岭形成,为我国西部疆域走向的确定奠定了基础。
在经济上,这场战争给交战双方均造成巨大创伤,国库空虚,民不聊生,社会经济严重破坏。由于战争主要在东察合台汗国境内展开,每次战役后,帖木儿帝国都能从西域掳走大批战俘和财富,可以或多或少弥补它在战争中的损失。东察合台汗国在战争中虽有获胜,但多数以失败告终,因此,它所蒙受的损失则更惨重,“以至于这个地区(指西域)几乎没有能够从这次破坏中恢复过来”（加文・汉布里：《中亚史纲要》,汉译本,页175~176、183。）,导致西域人力、物力极度匮乏。
15世纪初,明朝的陈诚、李暹出使西域,仍能看到战乱留下的满目疮痍：西域“惟鲁陈(今都善县鲁克沁)、火州(今吐鲁番县高昌故城)、土尔番(今吐鲁番)、喀石喀(今喀什)、阿力马力(今霍城县阿勒台遗址)数处略有城邑民居田园巷陌,其他处虽有荒城故址败壁颓垣,悉皆荒秽,人多居山谷间”（陈诚、李暹《西域番国志》[中华书局,1991年7月]。）。
西域严峻的经济形势,迫使东察合台汗国的统治者改弦易辙,发展生产,“与民休息”。东察合台汗国的黑的儿火者汗统治期间(9-1403年),朵豁剌惕部异密忽歹达秉政。他注重西域社会经济的治理,倡导廉政,他“一生大部分时间甚至连坐骑都没有”（《拉失德史》,页251）。裁撤军队,遣散务农。用重金赎回战俘,充实农业生产。忽歹达为恢复喀什噶尔、叶尔羌、和田、阿克苏、拜城、库车等地的农业生产,不惜重金从帖木儿帝国大批赎回msl战俘,给他们备办粮食和牲口什物,回乡务农（《拉失德史》,页251）,增加国家赋税。
歪思汗统治时期(1417-1432年),也以发展西域社会经济为己任。他不仅将首都从别失八里迁至亦力把里(今伊宁),引导蒙古部族从游牧生活向定居的农业生活过渡,还在吐鲁番亲自灌溉土地,种植农作物,自给口粮（《拉失德史》,页248-249）。
上述措施虽不能根本改变战后西域社会经济败落的面貌,但客观上对西域经济恢复和发展起到一定的推动作用。帖木儿帝国虽也遭战争破坏,但由于河中发达农业经济的支撑,其受战争的影响,相对东察合台汗国要少得多。
在对外关系上,双方经这场战争后,相互敌视的关系略有改善,从交恶趋向友好。东察合台汗国的黑的儿火者汗及其追随者在战后开始意识到,继续与帖木儿帝国对抗非明智之举,这是因为连年的战争,国破民贫。恢复和平友好是大势所趋,民心所向,否则只能加速自己的灭亡。为此,黑的儿火者汗在战后,主动与帖木儿和解。
帖木儿也希望尽早解除、双方的敌对状态,以便抽身向西进行大规模的远征。1397年,黑的儿火者汗“派其长子沙米?加罕作为特使前往撒马儿罕,商谈同帖木儿和亲事宜”（巴托尔德：《中亚史研究四题》,卷1，页143）。结果,“黑的儿火者汗以宗室女塔瓦卡勒公主嫁给帖木儿”（《拉失德史》,页224）,并“与帖木儿签订和平协定”（p?m.塞克斯：《阿富汗斯坦史》[伦敦,1940年版,英文],页255）。通过联姻使双方关系得到进一步的发展。不仅如此,东察合台汗国还谋求与明朝的友好关系。黑的儿火者汗登上汗位不久,就向明朝派出使臣,1391年到达南京。明太祖也派出使臣回访。从此,“西域之使岁岁不绝”（《明史・西域传》,卷332。）。
明朝与西域之间“站驿相通,道路无塞,远国之人,威得其济”（《明史・西域传》,卷332。）。双方友好往来的不断加深,提高了东察合台汗国在中亚的政治地位,给帖木儿帝国造成无形的压力,同时也更加密切了西域与内地的联系。帖木儿帝国的对外关系也随其对外扩张的延伸发生微妙变化,在恢复与西域友好往来,加强与欧洲一些国家联系的同时,与明朝、伊利汗国、奥斯曼土耳其帝国等交恶。
总之,明初双方的这场战争就其影响看,对西域和河中社会都是极其深远的。它初步确立了葱岭东西政治格局的模式,拓宽了双方对外联系的领域,推动了各自社会经济的复苏。尤其是它对明清两朝西域的政局走向和我国西部疆域雏形的形成颇具重要意义。