Если дуглаты хотели только назначить номинального хана, чтобы придать видимость чагатайской законности, их постигло разочарование. Туглук-Тимур оказался сильной личностью во всех отношениях. Его царствование (1347–1363 гг.) стало важным эпизодом в истории Мавераннахра и Моголистана, и прежде всего, в смысле религии. Если тюрко-таджики Мавераннахра, жители Бухары и Самарканда, были фанатичными мусульманами, то тюрко-монголы Моголистана, полукочевники Или и Ак-Су, в своем большинстве оставались язычниками, буддистами и шаманистами. Но исламская пропаганда начинала действовать и на них. Старший из дуглатов, эмир Тулик, находившийся в Кашгаре, обратился в новую веру. Три года спустя Туглук-Тимур сделал то же самое, выполнив, как говорится в «Тарихи-Рашиди», обет, данный в трудную для себя минуту: «Он сделал себе обрезание, и в тот же день 160 тыс. его соплеменников побрили себе головы и приняли ислам».

Туглук-Тимур, каким он описан в воспоминаниях Мохаммеда Хайдар-Дуглата, был ловкий и энергичный правитель. Помимо духовного притяжения ислама, он, конечно, понимал важность самого факта его обращения в эту религию для будущего завоевания Мавераннахра: Бухара и Самарканд стоили почитания Корана…

Во всяком случае, укрепив свои позиции в Моголистане, Туглук-Тимур планировал распространить всю власть на западную часть Чагатайской страны. Момент был самый благоприятный. После ссылки эмира Абдаллах-ибн-Казгана Мавераннахр погрузился в анархию и оказался на грани распада. Оба эмира, Байан Сельдуз и Хаджи Барлас, одержавшие победу над Абдаллахом, не сумели установить прочную власть. Байан Сельдуз, которого «Зафарнаме» изображает «добрым и милосердным», был горький пьяница. Хаджи Барлас, несмотря на сильные позиции в своем уделе, Кеше, впоследствии показал себя слабой личностью. За исключением земель этих принцев, остальная часть Мавераннахра была разделена на множество удельных княжеств, управляемых местными тюркскими феодалами. Туглук-Тимур решил воспользоваться этой ситуацией. В марте 1366 г. он вторгся в Мавераннахр и двинулся прямо из Ташкента на Шахризябс. Хаджи Барлас, имея в распоряжении шахризябские и каршийские войска, сначала оказал сопротивление, а потом, перед лицом превосходства неприятеля, переправился через Амударью и ушел в Хорасан.

Победа Туглук-Тимура была настолько полной, что племянник Хаджи Барласа, будущий Амир Темур, которому тогда было 26 лет, предусмотрительно примкнул к победителю. «Зафарнаме», панегирик Темуридов, пытается доказать, что будущий великий Амир Темур подчинился агрессору для того, чтобы успешнее противостоять вторжению, что он сделал это по совету своего дяди, добровольно удалившегося в ссылку и т. д. Несостоятельность этих оправданий очевидна из самого контекста событий. Ценой своего подчинения Туглук-Тимуру Амир Темур получил Шахризябс, ранее принадлежавший Хаджи Барласу, Правда и то, что когда вскоре после этого Туглук-Тимур возвратился в Моголистан, Хаджи Барлас пришел из Хорасана в Мавераннахр, разгромил Темура и вынудил его не только вернуть Шахризябс, но и сделаться его вассалом. Однако Туглук-Тимур не замедлил снова направиться из Моголистана в Мавераннахр. После его появления в Ходженте мавераннахрская знать безоговорочно приняла его как сюзерена. Байан Сельдуз сопровождал его в Самарканд, и на этот раз Хаджи Барлас склонил перед ним голову; но через некоторое время хан приказал убить ходжентского эмира, и Хаджи Барлас, испугавшись, бежал в Хорасан, где его зарезали разбойники около Себзевара. В итоге этих драматических событий Темур стал предводителем барласского клана и одновременно полновластным хозяином Шахризябса, хотя и в качестве добровольного вассала хана Туглук-Тимура. Внук Казгана, эмир Хусейн, получил для себя надел на северо-востоке Афганистана, с Балхом, Кундузом, Бадахшаном и Кабулом по обе стороны Гиндукуша. Туглук-Тимур лично двинулся против него, нанес ему поражение на реке Вахш, вступил в Кундуз, продвинулся до Гиндукуша и по примеру своего предка Чингисхана провел весну и лето в этой стране. Вернувшись в Самарканд после этой кампании, он казнил Байан Сельдуза и, уходя в Моголистан, оставил правителем Мавераннахра своего сына Ильяс-Ходжу, а наставником сына сделал Темура. Тогда никто не мог предположить, что молодой человек, приставленный ментором к сыну Туглук-Тимура, несколько лет спустя положит конец чагатайской реставрации и построит на этом месте новую империю, империю Амира Темура.

В правление Туглук-Тимура, этого энергичного и сильного хана, было полностью восстановлено единство старого Чагатайского ханства.