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Após a morte de Chagatai em 1242, os mongóis dispersaram-se, e a unidade política do reino enfraqueceu grandemente. Como era usual entre os povos mongóis, os chagatais dividiram-se em tribos e clãs semi-independentes, cujas rivalidades surgiam com frequência e violência, e a entidade política de Chagatai manteve-se apenas pela memória das glórias de Gengis Cã e o respeito pelo seu filho.
O reino de Chagatai viu seu apogeu sob a liderança de Tamerlão, quando expandiu seu território das fronteiras da Anatólia e da Síria a leste e Deli a oeste, do Turquestão e do sul da Rússia ao norte e a Pérsia ao sul. Porém, com a morte de Tamerlão em 1405, os chagatais mais uma vez viram-se divididos e foram rapidamente conquistados e assimilados pelos povos invasores e por seus vizinhos ainda durante o início do século XV.