哈馬魯丁乘機攻入帖木兒帝國境內,並佔領大片土地,帖木兒帝國邊境再燃烽火。帖木兒親率軍隊南下費爾干納。哈馬魯丁獲知後,采取避實擊虛的戰術,「主動撤退,他讓眷屬和部落離開阿思八失,自己帶著四千騎兵埋伏在一個地方。等到帖木兒的大軍過去後,哈馬魯丁率軍隊從埋伏地沖出來,將帖木兒和他的衛隊團團圍住。帖木兒率部奮力拼殺,才得以月兌身。」哈馬魯丁軍隊獲勝。
之後,帖木兒重整軍隊,二次向哈馬魯丁逼來。哈馬魯丁被一時勝利沖昏頭腦,對帖木兒帝**隊產生麻痹心理。當雙方軍隊在桑格即哈吉地方相遇時,哈馬魯丁軍隊過于輕敵,最終導致哈馬魯丁軍隊全軍覆沒。「哈馬魯丁本人也身受數傷,徒步逃跑,僅以身免」（《拉失德史》,頁214-215。）。
帖木兒軍隊乘勝收回被哈馬魯丁軍隊侵佔的領土。東察合台汗國的哈馬魯丁經上述戰事後,軍事實力銳減,從進攻轉向防守。帖木兒帝國雖也損兵折將,但元氣尚存。為徹底消除哈馬魯丁的東山再起,1377年,帖木兒派烏馬兒?沙黑率軍隊進攻東察合台汗國的北線游牧區,並指令異密阿里?不花、異密契丹?把阿禿兒（這似乎是一個突厥化的中國人）等的軍隊協同作戰。他們侵入對方北線游牧區後,很快在忽老圖沙漠中與哈馬魯丁軍隊遭遇。經激戰,哈馬魯丁軍隊不支而潰（《拉失德史》,頁219。）。
當帖木兒得知戰果後,認為未達到預期目的,決定親征。同年,帖木兒派木撒之子馬黑麻?別乞、異密阿拔思和安克?撤木兒為先鋒再攻東察合台汗國。哈馬魯丁也招集部眾抵抗。雙方在東察合台汗國境內的伊塞克湖附近的布哈姆地方擺開陣容。哈馬魯丁遭帖木兒帝**隊前次的幾次重創,元氣大傷,尚未恢復。這次雙方一經交戰,哈馬魯丁的軍隊便四散奔逃。帖木兒親領軍隊追擊,將哈馬魯丁的殘部追至伊塞克湖西南之庫什卡兒地方方才收兵。返回時還縱掠該地。1383年,帖木兒派遣軍隊向東察合台汗國的北部又發動一次小規模戰爭。哈馬魯丁倉促應戰,在其境內的阿塔庫姆戰敗,率殘部退進伊塞克湖周圍的群山中。帖木兒帝**隊緊追不舍,因未找到哈馬魯丁的蹤跡,帖木兒帝**隊洗劫該地後凱旋（巴托爾德:〈中亞史研究四題〉,卷1,頁141。）。
1390年,帖木兒帝國的討伐軍對東察合台汗國進行了一次掃蕩,以期徹底鏟除哈馬魯丁的軍事勢力。這一期間,哈馬魯丁已喪失東察合台汗國的統治權,在伊犁河和伊塞克湖一帶四處流竄,後來不知所終（關于哈馬魯丁的下落,《拉失德史》,頁222說.當時,哈馬魯丁患水腫病,不能跨馬握韁,因而被部下拋棄,下落不明。巴托爾德認為,哈馬魯丁是在帖木兒軍隊的追擊下,向北流竄到阿爾泰地區,後在阿爾泰森林中因患水腫病死去。見巴托爾德︰《中亞史研究四題》，頁1430）。
帖木兒此次用兵就是要借哈馬魯丁喪權之機,一舉根除哈馬魯丁及其殘部的勢力,以解帖木兒的心頭之患。帖木兒帝**隊越過邊界進入東察合台汗國境內。他們一路勢如破竹，經伊塞克湖、倥格斯山、伊犁河、博爾塔拉河等地到達額爾齊斯,橫掃東察合台汗國的北境,哈馬魯丁及其殘部望風北逃阿爾泰。而後,帖木兒帝**隊經阿敦?庫格和巴爾喀什湖返回帖術兒帝國境內（巴托爾德:《中亞史研究四題》卷1，頁143。）。
至此,雙方長達22年之久的戰爭終告結束。雙方戰爭的影響東察合台汗國與帖術兒帝國間的戰爭,對明代西域和河中地區的政治、經濟、對外關系均產生深遠影響。在政治上,雙方經這場戰爭的反復較量後,東察合台汗國的哈馬魯丁為首的「借汗」政權垮台,代之以察合台後王黑的兒火者汗為首的「合法」政權。從此,雙方關系由對抗轉向緩和。
從本質上看,該戰爭是河中維護蒙古「黃金家族」的傳統勢力與西域反對「黃金家族」的變革勢力間的一場決戰。它發端于蒙古勢力相對薄弱的西域,結果給西域和河中地區帶來了災難。河中帖木兒以「黃金家族」的代言人自居,迎合當時人們對「黃金家族」的趨從心理,打起維護其正統地位的旗幟,「招降納叛」,分化瓦解哈馬魯丁的實力,以達到消滅哈馬魯丁,鞏固河中統治地位的目的。
而西域的哈馬魯丁試圖沖破這種傳統觀念,但受自身實力的限制,幾經周折,陷入內外交困的境地,不可避免導致失敗之厄運。鑒于上述原因,戰後,雙方關系步入了相對緩和時期。河中帖木兒取勝後,削弱了東察合台汗國對其東部邊界的威脅,但西域的朵豁剌惕部異密家族的勢力仍很強大。這就意味著,河中帖木兒要在短期內完成統一西域的宏業並非易事。所以,帖木兒一改原先單一的武力征服,因地制宜,對蔥嶺東的西域以政治威懾為主,將重點放在對帝國西部的伊利汗國和奧斯曼土耳其帝國的征伐上，以獲取更多的土地和財富。
而東察合台汗國的黑的兒火者汗登上汗位後,與帖木兒帝國罷兵言和,潛心于國內政務的治理。他依靠西域朵豁剌惕部異密忽歹達的輔政,恢復了久遭哈馬魯丁廢棄的汗制,提高了東察合台汗國政權的威望,穩定了國內的政局,「汗國的朝政以及貴族的藩務也都重新按部就班」（《拉失德史》,頁2280。）同時,黑的兒火者汗還積極東擴疆土,進行統一西域的戰爭。
《拉失德史》記載道︰「黑的兒火者在位時,曾經舉行過聖戰進攻契丹(明朝)」。「他親自攻佔了契丹的兩個邊隆重鎮哈刺和卓(吐魯番縣的高昌故城南二堡遺址)和土魯番」（《拉失德史》,頁225）,並將吐魯番地區納入其版圖。西域政治的逐步穩定,為西域的統一和社會經濟的恢復奠定了基礎。隨著戰後西域和河中形勢的發展,雙方各自戰略重點的相應調整,決定了雙方政治格局的分離。盡管雙方也偶發軍事沖突,但對雙方政局影響甚微,緩和似乎已成為彼此政治生活的主流。
東察合台汗國以經營西域為治國之本,並采取一系列政治、經濟、宗教等方面的措施,強化本土意識,旨在確保西域的統治。帖木兒帝國此時也把精力移至對西亞的征服,蔥嶺作為雙方政治地理的分界線已成定局。
從此,雙方以蔥嶺為界開始各自不同的發展道路。隨著這種政治格局的延續,一條從噴赤河橫穿蔥嶺至塔拉斯河和巴爾喀什湖的政治地理分水嶺形成,為我國西部疆域走向的確定奠定了基礎。
在經濟上,這場戰爭給交戰雙方均造成巨大創傷,國庫空虛,民不聊生,社會經濟嚴重破壞。由于戰爭主要在東察合台汗國境內展開,每次戰役後,帖木兒帝國都能從西域擄走大批戰俘和財富,可以或多或少彌補它在戰爭中的損失。東察合台汗國在戰爭中雖有獲勝,但多數以失敗告終,因此,它所蒙受的損失則更慘重,「以至于這個地區(指西域)幾乎沒有能夠從這次破壞中恢復過來」（加文•漢布里︰《中亞史綱要》,漢譯本,頁175~176、183。）,導致西域人力、物力極度匱乏。
15世紀初,明朝的陳誠、李暹出使西域,仍能看到戰亂留下的滿目瘡痍︰西域「惟魯陳(今都善縣魯克沁)、火州(今吐魯番縣高昌故城)、土爾番(今吐魯番)、喀石喀(今喀什)、阿力馬力(今霍城縣阿勒台遺址)數處略有城邑民居田園巷陌,其他處雖有荒城故址敗壁頹垣,悉皆荒穢,人多居山谷間」（陳誠、李暹《西域番國志》[中華書局,1991年7月]。）。
西域嚴峻的經濟形勢,迫使東察合台汗國的統治者改弦易轍,發展生產,「與民休息」。東察合台汗國的黑的兒火者汗統治期間(1389-1403年),朵豁剌惕部異密忽歹達秉政。他注重西域社會經濟的治理,倡導廉政,他「一生大部分時間甚至連坐騎都沒有」（《拉失德史》,頁251）。裁撤軍隊,遣散務農。用重金贖回戰俘,充實農業生產。忽歹達為恢復喀什噶爾、葉爾羌、和田、阿克蘇、拜城、庫車等地的農業生產,不惜重金從帖木兒帝國大批贖回msl戰俘,給他們備辦糧食和牲口什物,回鄉務農（《拉失德史》,頁251）,增加國家賦稅。
歪思汗統治時期(1417-1432年),也以發展西域社會經濟為己任。他不僅將首都從別失八里遷至亦力把里(今伊寧),引導蒙古部族從游牧生活向定居的農業生活過渡,還在吐魯番親自灌溉土地,種植農作物,自給口糧（《拉失德史》,頁248-249）。
上述措施雖不能根本改變戰後西域社會經濟敗落的面貌,但客觀上對西域經濟恢復和發展起到一定的推動作用。帖木兒帝國雖也遭戰爭破壞,但由于河中發達農業經濟的支撐,其受戰爭的影響,相對東察合台汗國要少得多。
在對外關系上,雙方經這場戰爭後,相互敵視的關系略有改善,從交惡趨向友好。東察合台汗國的黑的兒火者汗及其追隨者在戰後開始意識到,繼續與帖木兒帝國對抗非明智之舉,這是因為連年的戰爭,國破民貧。恢復和平友好是大勢所趨,民心所向,否則只能加速自己的滅亡。為此,黑的兒火者汗在戰後,主動與帖木兒和解。
帖木兒也希望盡早解除、雙方的敵對狀態,以便抽身向西進行大規模的遠征。1397年,黑的兒火者汗「派其長子沙米?加罕作為特使前往撒馬兒罕,商談同帖木兒和親事宜」（巴托爾德︰《中亞史研究四題》,卷1，頁143）。結果,「黑的兒火者汗以宗室女塔瓦卡勒公主嫁給帖木兒」（《拉失德史》,頁224）,並「與帖木兒簽訂和平協定」（p?m.塞克斯︰《阿富汗斯坦史》[倫敦,1940年版,英文],頁255）。通過聯姻使雙方關系得到進一步的發展。不僅如此,東察合台汗國還謀求與明朝的友好關系。黑的兒火者汗登上汗位不久,就向明朝派出使臣,1391年到達南京。明太祖也派出使臣回訪。從此,「西域之使歲歲不絕」（《明史•西域傳》,卷332。）。
明朝與西域之間「站驛相通,道路無塞,遠國之人,威得其濟」（《明史•西域傳》,卷332。）。雙方友好往來的不斷加深,提高了東察合台汗國在中亞的政治地位,給帖木兒帝國造成無形的壓力,同時也更加密切了西域與內地的聯系。帖木兒帝國的對外關系也隨其對外擴張的延伸發生微妙變化,在恢復與西域友好往來,加強與歐洲一些國家聯系的同時,與明朝、伊利汗國、奧斯曼土耳其帝國等交惡。
總之,明初雙方的這場戰爭就其影響看,對西域和河中社會都是極其深遠的。它初步確立了蔥嶺東西政治格局的模式,拓寬了雙方對外聯系的領域,推動了各自社會經濟的復蘇。尤其是它對明清兩朝西域的政局走向和我國西部疆域雛形的形成頗具重要意義。