海都是窝阔台的孙子，世居北方边陲。成吉思汗生前曾与诸王约定，大汗之位由窝阔台子孙世袭。窝阔台之子贵由只当了三年大汗，汗位便转到了拖雷系，由拖雷之子蒙哥继位。海都心中不服，忽必烈与阿里不哥争汗位时，海都支持阿里不哥，阿里不哥失败后不久，海都便发动了叛乱。
铁连探营
海都起兵反叛之前，消息就传到忽必烈那里。忽必烈对群臣说：“海都是朕的宗室，应当怀之以德，可选一个谨慎稳妥的人前往。”群臣一致推举平阳（今山西临汾）达鲁花赤铁连担此重任，忽必烈马上召见了他。铁连有问必答，忽必烈非常满意，交待铁连说：“此事非你前往不可，你可先到宗王蒙哥铁木王处，商讨一下对策。”然后派了两人作为铁连的副使。铁连接命后，打算先到海都处探其虚实，然后再和诸王商讨对策。
到了海都那里，海都天天召集宗王宴饮，想找机会杀害铁连。铁连看出了他的用意，故意对副使说：“多吃饭，少说话，免得被人抓住口实定罪。”海都愕然说：“你说话真是直爽，我不怪你。”酒宴过半，铁连请求赏赐几件衣服。海都很欣赏铁连，打算把自己的皮裘赏他，被后妃制止，只赏赐了两件皮衣。海都告诫他的部下说：“当使臣的像铁连那样就不错了。”铁连从海都处来到了蒙哥铁木王那里，叙述了海都的情况。铁连回到朝廷，上奏说：“海都兵多而精，不宜速战，来则坚垒以待，长期消耗，他就无力作乱了。”忽必烈非常高兴，命铁连穿上海都赐的衣服，饰以黄金，在朝会时穿。又下诏封皇子那木罕为北平王，率兵镇守北方，以防患于未然。
海都叛乱
至元五年（1268），海都举兵反忽必烈。消息传来，忽必烈一面检阅军队，准备迎战，一面派户部尚书昔班前往海都处，让海都罢兵来朝。昔班给海都讲明利害，海都表示愿意听从。不料昔班还未离开海都的军营，丞相安童的部队已和海都部下交战，夺得了对方的辎重。海都对昔班说：“我本打算杀你。但念我父曾跟你读过书，这次就放过你。回去把安童进攻我的事上奏天子，这次打仗可不是我的过错。”
海都善于用兵，他的士兵剽悍异常，多次打败忽必烈的军队，忽必烈命皇孙甘麻剌与大将土土哈等出讨，在薛良格河（蒙古色楞格河）被海都打败。幸亏土土哈设伏以待，海都方才退兵，但和林已经失陷。
伯颜领兵
得知和林失陷，忽必烈急忙从上都赶到漠北，亲自征讨海都，但海都已闻风远遁，忽必烈命老将伯颜出镇和林。
伯颜镇守和林数年，海都多次来攻，均被打退。有人诬告伯颜出居北方，与海都通好，所以无尺寸之功。忽必烈疑信参半，令御史大夫玉昔帖木儿取代他，伯颜退居大同（今属山西），另行安排。玉昔帖木儿将要到达时，海都又来进攻，伯颜派人告诉玉昔帖木儿：“请你暂停前进，等我打退海都的进攻，你再前来。”伯颜与海都交兵七天，且战且退，部下诸将认为他怯懦，忿忿地说：“将军如果惧战，为什么不把兵权交给御史大夫？”伯颜笑笑说：“海都孤军深入，半路邀击，他必然逃跑，诱敌深入，一战可擒。你们必欲速战，如果海都逃跑，谁负此责？”诸将说：“我们负责。”伯颜于是纵军出击，海都果然兵败逃走。他把玉昔帖木儿召至军中，授给他领兵的符印。皇孙铁木耳当时受命抚军北边，置酒给伯颜饯行，席间问伯颜问道：“你就要离去，可有什么话要说？”伯颜举着酒杯说：“对酒和女色要谨慎，军中纪律要严，恩德不可废。”铁木耳点头同意。
海都兵败
1294年正月，忽必烈辞世，平叛重任落在汗位继承人、他的孙子成宗铁木耳肩上。1297年，长年与海都交手的将领土土哈辞世，由其子床兀儿袭职。
床兀儿多次出击海都，双方互有胜负。成宗后来任命宁远王阔阔出镇守北方，因阔阔出指挥无方，改由皇侄海山取代。大德五年（1301），海山和海都激战于和林附近，双方杀得难解难分。海山部将见海都大将笃哇纵横驰骋，一箭射中他的膝盖，笃哇惨号逃去。海都势单力孤，只得鸣金收军。海都苦心孤诣，十年生聚，指望大获全胜，谁知大败，抑郁而死。
