在成吉思汗四子中，朮赤和拖雷的後裔宗王為一方，窩闊台和察合台的後裔宗王為一方，逐漸形成兩個對立的派系。拔都以王室之長的資格，在阿剌塔黑山邀集諸王選汗。朮赤及拖雷系後王應邀到會。但窩闊台、察合台系的後王以大會應在蒙古本土舉行為理由，拒絕參加。斡兀立海迷失派遣使者八剌參加大會。會上，拔都提議推舉蒙哥為大汗。八剌提出，窩闊台曾指定其孫失烈門為繼承人，應選失烈門為汗。
八剌的意見，遭到忽必烈兄弟及其他諸王的反對，他們說，脫列哥那立貴由為汗，早已違背窩闊台的遺旨。大將兀良合台、忙哥撒兒也竭力主張推選蒙哥。但是，按著傳統的慣例，諸親王不到，選汗仍不能定議。拔都等議定，派別兒哥等率軍與蒙哥一起返回蒙古本土，再邀請各系宗王在鄂嫩河畔重開忽鄰勒台，正式選汗。
但是，反對蒙哥的親王，仍然有很大的力量。除窩闊台系失烈門而外，貴由的兩子火者和腦忽都企圖繼承汗位。察合台系的也速蒙哥也主張汗位應屬於窩闊台後人。拔都和唆魯禾帖尼多次遣使往來商議，不得一致，前後拖延兩年之久。公元1251年6月，拔都定議，由唆魯禾帖尼在克魯倫河和鄂嫩河源的闊帖兀阿闌之地，正式舉行大會，承認阿剌塔黑大會的既成事實，推舉蒙哥為大汗。
在西征中蒙哥和拔都結成的友誼還是起到了一定作用的，同時，拔都推選蒙哥為大汗也是由他自己的考慮的。既然得不到大汗之位，就選一個能保護自己汗國利益的領袖也不失為一種好的方法。
再回到蒙哥本人身上，蒙哥讓我們更熟知他的原因是因為金庸先生所寫的《神鵰俠侶》，在文學作品裡蒙哥大汗被楊過擊斃在襄陽城下的樣子深入人心。但歷史上的蒙哥其實是非常英武的君王，他不喜歡珠寶也不喜歡女人，要說算得上愛好的，只有打獵。蒙哥即位時43歲，他是繼成吉思汗之後最傑出的蒙古大汗。
他使札撒和祖輩的戒律恢復其原來的嚴厲性。他是一位能幹的領袖和嚴厲而公正的管理者（他支付了他的前輩們簽字而未付款的大量票據），他是一位頭腦冷靜、有理智的政治家，是一名優秀的戰士。因此，他完全恢復了成吉思汗建立起來的強有力的政權。在任何情況下，他都沒有放棄他的種族特徵（他的繼承者忽必烈也是如此），他加強了行政管理機構，把蒙古帝國建設成為一個正規的大國。
蒙哥繼位後，進行了一系列措施。他任命親信，更改政制，強化汗權。大將忙哥撒兒擁立蒙哥有功，被任命為大斷事官(也可札魯忽赤)。景教徒孛魯歡掌管文書，宣布號令及朝內外聞奏諸事。以晃兀兒駐守和林，掌管宮廷、帑藏諸事，阿蘭答兒為副。
蒙哥任命弟忽必烈主管漠南漢地軍政，並統領陝西和河南地區。以牙老瓦赤、布智兒任燕京等處行尚書省事，麻速忽等任別失八里等處行尚書省事，阿兒渾任阿姆河等處行尚書省事，分別管理當地財賦和民刑公事。