至元十二年(1275)出任御史大夫﹐任職二十年﹐為維護(hù)和擴(kuò)大御史臺(tái)的監(jiān)察權(quán)力作了許多努力。至元二十四年﹐宗王 乃顏發(fā)起叛亂﹐元世祖親征﹐玉昔帖木兒率領(lǐng)先遣部隊(duì)?wèi)?zhàn)勝了乃顏。次年﹐又在 黑龍江流域同叛王哈丹作戰(zhàn)。由于當(dāng)時(shí)漠北地區(qū)局勢(shì)極不穩(wěn)定﹐反朝廷的 海都等藩王的軍隊(duì)出沒無常﹐至元二十九年﹐玉昔帖木兒被派去駐守杭海嶺(今 杭愛山)地區(qū)﹐加官知樞密院事﹐總領(lǐng)當(dāng)?shù)孛晒农p色目和漢人軍隊(duì)。在這期間﹐與撫軍漠北的皇孫 鐵穆耳(元成宗)結(jié)成了十分密切的關(guān)系。

元世祖死后﹐玉昔帖木兒聯(lián)合勛臣伯顏﹐不顧宗室中的異議﹐拋開元世祖諸子和真金太子的長子﹑次子﹐迅速擁立了元成宗鐵穆耳。他和 伯顏利用軍權(quán)鎮(zhèn)懾諸王大臣﹐又讓御史臺(tái)官員制造“皇天定命”的輿論﹐是這次帝位繼承的最大策劃者。元成宗即位后﹐封為太師﹐仍駐鎮(zhèn)漠北。不久入朝議邊事﹐病死在大都。

《 元史》稱：玉昔帖木兒，世祖時(shí)嘗寵以不名，賜號(hào)月呂魯那演，猶華言能官也。弱冠襲爵，統(tǒng)按臺(tái)部眾，器量宏達(dá)，莫測(cè)其際。世祖聞其賢，驛召赴闕，見其風(fēng)骨龐乎，解御服銀貂賜之。時(shí)重太官內(nèi)膳之選，特命領(lǐng)其事。侍宴內(nèi)殿，玉昔帖木兒起性酒，詔諸王妃皆為答禮。至元十二年，拜 御史大夫。時(shí)江南既定，益封功臣后，遂賜全州清湘縣戶為分地。其在中臺(tái)，務(wù)振宏綱，弗親細(xì)故。興利之臣欲援金就制，并憲司入漕府；當(dāng)政者又請(qǐng)以 郡府之吏，互照憲司檢底。玉昔帖木兒曰：“風(fēng)憲所以戢奸，若是，有傷監(jiān)臨之體�！逼渥h乃沮。遇事廷辯，吐辭鯁直，誓祖每為之霽威。

元史至元二十四年，宗王 乃顏叛東鄙， 世祖躬行天討，命總?cè)终呦戎��?世祖至幫道，玉昔帖木兒已退敵，僵尸覆野，數(shù)旬之間，三戰(zhàn)三捷，獲 乃顏以獻(xiàn)。詔選誠輿橐駝百蹄勞之。謝曰：“天威所臨，猶風(fēng)偃草，臣何力之有。” 世祖還，留吁昔帖木兒剿其余黨，乃執(zhí)其酋金家奴以獻(xiàn)，戮其同惡數(shù)人 于軍前。明年， 乃顏之遺孽哈丹禿魯干復(fù)叛，再命出師，兩與之遇，皆敗之，追及兩河，其眾大衄，遂遁。時(shí)已盛冬，聲言俟春方進(jìn)，乃倍道兼行過 黑龍江，搗其巢穴，殺戮殆盡。哈丹禿魯干莫所終，夷其城，撫其民而還。詔賜內(nèi)府七寶冠帶以旌之，加太傅、 開府儀同三司。申命御邊 杭海。二十九年，加錄軍國重事、樞密院事。宗王帥臣咸稟命焉。特賜步輦?cè)雰?nèi)。位望之崇，廷臣無出其右。

元史三十年，成宗以皇孫撫軍北邊，玉昔帖木兒輔行，請(qǐng)授皇孫以儲(chǔ)闈舊璽，詔從之。三十一年，世祖崩，皇孫南還。 宗室諸 王會(huì)于上都。定策之際，玉昔帖木兒起謂晉王甘麻剌曰：“宮車晏駕,已逾三月，神器不可久虛， 宗祧不可乏主。疇昔儲(chǔ)闈符璽既有所歸，王為宗盟之長，奚俟而不言�！备事樨蒎嵩唬骸盎实圹`祚，愿北面事之�！庇谑亲谟H大臣合辭勸進(jìn)，玉昔帖木兒復(fù)坐，曰：“大事已定，吾死且無憾。”皇孫遂即位。進(jìn)秩太師，賜以尚方玉帶寶服，還鎮(zhèn)北邊。 元貞元年冬，議邊事入朝，兩宮錫宴，如家人禮。賜其妻禿忽魯宴服，及他珍寶。十一月，以疾薨。大德五年，詔贈(zèng)宣忠同德弼亮功臣，依前太師、 開府儀同三司、錄軍國重事、 御史大夫，追封廣平王，謚曰貞憲。

元史子三人：木剌忽，仍襲爵為萬戶；次脫憐；次 脫脫哈，為 御史大夫。