В 1266 году джагатайский хан Мубарак решил перенести трон в Марвераннахр, а не оставаться в лагере кочевников на реке Или в юго-восточном Казахстане, который создал еще сам Джагатай. Он резко отошел от старого обычая. Для военной аристократии эта символическая церемония, которая означала отход от одного образа жизни в пользу другого, представляла прямой вызов их традициям и власти. Хуже того, Мубарак поддался сладкому зову сирен ислама, и эта смена веры вызвала настоящее потрясение в сердцах кочевников Центральной Азии. Противоречия между западом и 28 востоком стали еще более острыми. В 1269 году был созван курултай, чтобы определить будущее улуса. На нем взяли верх воинственные кочевники степей, которые выступали против оседлой жизни, городов и земледелия. Они предпочитали кочевать со своими стадами по степям и горам, как это делали их предки. Мубарак был лишен власти. В следующие 50 лет власть принадлежала кочевой аристократии.
Но семена перемен, посеянные Мубараком, дали всходы даже после засухи. Почва оказалась плодородной. Монгольские вожди, которые ушли вместе с Мубараком в Марвераннахр, в том числе и племя Тимура барласы, к началу XIV века приняли ислам и постепенно тюркизировались. Хотя курултай 1269 года вынес однозначные решения, они не оказали решающего влияния. Старое разделение между востоком и западом, язычеством и исламом, кочевым скотоводством и оседлой жизнью сохранилось, подтачивая основы улуса Джагатая.
Постепенно напряжение росло. К 1330-м годам внутренние распри, шедшие на протяжении нескольких поколений, наконец прорвались наружу, и улус раскололся надвое. На западе находился Марвераннахр. На востоке лежал Могулистан, которым правила своя ветвь наследников Джагатая. Это был гористый район, лежащий к югу от озера Иссык-Куль в Киргизии и тянущийся до бассейна реки Тарим. Хотя этот раскол произошел примерно тогда, когда родился Тимур, последствия сказывались в течение всей его жизни. Могулистан быстро превратился в его заклятого врага.
В начале XIV века Марвераннахр наслаждался недолгим периодом процветания во время правления Кебек-хана (1318—26 года). Действуя в стиле своего предшественника Мубарака, он перенес столицу в плодородную долину Кашкадарьи и провел целый ряд административных реформ. Например, он впервые начал чеканить собственную монету и ввел упорядоченную систему налогов. Такое поведение окончательно оттолкнуло от него остатки кочевников в Марвераниахре, которые бунтовали против жесткой центральной власти. То, что Кебек начал строить дворец в Карши, в самом сердце долины Кашкадарьи, еще больше ожесточило кочевников, но хан не собирался отступать.
Трения между оседлым и кочевым населением прорвались наружу при правлении его слабого преемника и брата Тармаширина. Конфликт, который уже разорвал улус Джагатая, теперь угрожал Марвераннахру. Все еще надеясь вернуться к старому образу жизни, кочевая аристократия убеждала Тармаширина все-таки последовать решениям курултая 1269 года. Напрасно. Не желая идти на компромисс, новый хан сам принял ислам. Этот провокационный поступок совпал по времени с периодом нестабильности и решил его судьбу. Как и Мубарак чуть ранее, он был лишен власти.
Свержение Тармаширина кочевыми племенами стало заметной вехой. Оно означало конец власти ханов рода Джагатая над Марвераннахром. Время от времени они еще становились правителями, но по сути были марионетками. Это была всего лишь дань обычаям Чингиса, когда лишь его наследники формально имели право властвовать, но на самом деле власть принадлежала вождям племен. Битву за душу Марвераннахра, за выбор дальнейшего пути развития выиграли духовные наследники Чингис-хана. Оседлый нобилитет городов и деревень попытался было сопротивляться, но проиграл. Теперь власть принадлежала тем, кто сидел в седле, бородатым воинам, чья сила и выносливость стали легендарными.
В 1347 году амир Казаган сбросил хана из рода Джагатая и захватил власть. В течение десяти лет он водил своих воинов в походы на соседей, грабил и жег их с неизменным успехом. Затем, в 1358 году, он был убит по приказу хана Мо-гулистана. В Марвераннахре воцарился хаос. Последствия крушения центральной власти оказались ужасными. Но вакуум, оставленный Казаганом, быстро заполнили местные военные и религиозные вожди. Марвераннахр распался на крошечные области со своими правителями. Туглук-Тимур, хан Могулистана, начал готовить вторжение.