海都设伏于洪水山（今新疆呼图壁县西南），元军中计，公直与别失八里屯田军总管、怀远大将军李进被俘，公直第五子瑷战死。李进从叛军行至掺八里（即彰八里，今新疆昌吉），遁还至和州（火州，今新疆吐鲁番东南），收散卒三百人，且战且行，还至京师。海都乘胜再至火州，进攻哈密力，亦都护大战，力尽而死。同年，忽必烈以伯颜代阿只吉总兵，以皇孙铁穆耳抚军，在别失八里置元帅府，遣侍卫新附军屯田戍守。

西北藩王和李璮的叛乱，使忽必烈痛感地方势力的发展对中央政权威胁之甚。于是，他在平叛的同时也加强了对东道诸王的控制。这就又促成了东道诸王的叛乱。

至元二十四年（1287）三月，翰惕赤斤的后裔乃颜首先发动叛乱，并与海都早有往还。海都拟率军前来会合，形势顿趋严峻。忽必烈仍以伯颜驻守和林，割断海都与乃颜的联系，阻止海都东来，自己则率军亲征乃颜。