窝阔台即位后，立马将哥哥察合台打发回他的封地去了。察合台当时的封地范围包括阿尔泰山以西、阿姆河以东的广大地区，外加天山南北的西辽旧地。后来，察合台在自己的封地建立了察合台汗国，其都城设在阿力麻里附近的忽牙思。为什么要将哥哥打发至封地呢？实际上察合台与窝阔台一直比较亲密。窝阔台也非常尊重察合台，凡遇军国大事，必派使者去与察合台商议，然后才加以定夺。
窝阔台让察合台回到他的封地，却把因为汗位与自己心生罅隙的拖雷留在了身边。获取汗位的不顺利让这位新大汗耿耿于怀，而且作为幼子的拖雷，继承了父亲大部分的遗产，掌有蒙古军队五分之四的军事权力。如果让拖雷回到他的领地去，就等于是放虎归山，要想再控制他就十分困难了。所以，窝阔台牢牢地把拖雷捆在自己身边，使拖雷不敢轻举妄动。
太宗二年（1230年），窝阔台率拖雷分道伐金。在这次伐金战争中，拖雷多次率领蒙古军冲锋陷阵，听从窝阔台的指挥，真心拥戴窝阔台，毫无反心。可以说，拖雷对窝阔台移权让位是真心真意的。从窝阔台继承汗位的那天起，拖雷就打心眼里承认了窝阔台的合法地位，并且是竭尽全力在帮助窝阔台进行统一全国的大业。对于这样一位高风亮节、光明磊落的人物，同时还是自己血浓于水的亲弟弟，窝阔台不论从哪个角度来说，都是不应该亏待的。但是，历史容不得半点设想和假设，历史是残酷而现实的。
窝阔台携拖雷在官山九十九泉避暑期间，突然得了重病，于是请大夫看病；吃过药之后不但病情没有好转，反而愈加严重。蒙古人对迷信一事十分相信，于是就有人建议窝阔台请巫师为他驱除病魔。巫师见到窝阔台后说：“大汗征战沙场多年，手上沾染了无数人的鲜血，又毁坏城郭，这样的做法激起了山川之神的愤怒，天神要将大汗带走问罪呢。”窝阔台听了巫师的话，深信不疑，内心非常恐惧，于是向巫师求教是否有破除魔障的方法。巫师说：“需要有一个亲王代替大汗去向天神请罪，才可以免除大汗的灾难。”
在亲王之中，当时只有拖雷陪同窝阔台出征。于是，窝阔台命人把拖雷叫到身边，说：“四弟，我这病恐怕是不行了。”拖雷见窝阔台叫自己“四弟”，态度亲昵，很是感动，急忙说道：“三哥偶染小疾，三五日就会好的，何出此言？”窝阔台说：“方才巫师为我祈祷，才知我这怪病是因为杀伐太重，得罪了上天，神要拘我。除非有一个亲王愿意替代我，才能破解这病症。现在随军的亲王只有四弟你，但是军中没有我尚可，唯独不能失去你。所以为兄只好将你叫来，安置一下，我去之后，吾弟要……”不等窝阔台说完，拖雷赶紧说：“既然小弟能代替，定是义不容辞。三哥是一国之主，万万少不得。”说完，命内侍将巫师请出。
巫师被叫来之后，拖雷说愿意代大汗到天神那里请罪。巫师拿出“咒水”，解释说：“觋祓除涤疾之水，亲王代饮下去，大汗就会痊愈。”拖雷二话不说，将“咒水”一饮而尽。没几天拖雷便去世了，死时年仅41岁。
其实，无论是《元史》或者是《蒙古秘史》中，都没有直接说明，拖雷就是被窝阔台毒死的，但是也没有否认，拖雷是“为了合罕而去世”的，甚至《蒙古秘史》里直接记载了让拖雷喝下“诅咒之水”是巫师们的意思，同时也是窝阔台直接批准的。
其实，之所以后世的人们怀疑拖累之死与窝阔台有关，主要是因为窝阔台具备必须处理掉拖雷的理由。虽然成吉思汗铁木真将大汗的位置给了窝阔台，但是他的属地、财产和大部分军队都留给了拖雷，使拖雷拥有了巨大的实力；拖雷也是在耶律楚材的劝说之下，才主动让权给窝阔台；且拖雷在蒙古帝国中的威望一直很高，这让窝阔台无法安心，始终感到一种严重的威胁。即使拖雷在三年五年内没有反心，但没有人敢保证他在将来漫长的日子里也没有反心。这是每一个帝王最担心的问题，但凡涉及自己的权力地位，定是锱铢必较。在窝阔台看来，与其这样提心吊胆地过日子，还不如将其除掉，以绝后患。
那么，拖雷究竟有没有反心呢？这点在史书上并没有任何记载。但是从帝王自身的角度考虑，不惜杀害自己的亲弟弟，保全自己的王位，这是封建社会皇权制度的必然结果，也是造成手足相残的根本原因。
从史书的各方面记载来看，拖雷是一个杰出的人物。在成吉思汗众多的儿子中，他拥有着最强的军事能力，在他监国的两年中也表现出了卓越的政治领导能力。就拖雷本人而言，他对蒙古帝国做出的杰出贡献，在任何时候都是毋庸置疑的。拖雷不仅拥有一位卓越伟大的父亲，还有一个同样在历史上耀眼的儿子——忽必烈。