在这半年间，卜答失里临朝称制，燕帖木儿的弄权也登峰造极。至顺四年五月，燕帖木儿因纵欲过度而亡，卜答失里在内定自己的儿子燕帖古思为妥懽帖睦尔继承人以后，决定正式奉妥懽帖睦尔为帝。

至顺四年六月初八日，妥懽帖睦尔即位于上都，是为元惠宗。元惠宗即位后改年号为“元统”，并封燕帖木儿之女伯牙吾氏为皇后、卜答失里为太皇太后、燕帖古思为皇太子。

妥懽帖睦尔登基后，是一个“深居宫中，每事无所专焉”的傀儡皇帝。继燕帖木儿而兴的权臣伯颜以右丞相的身份专擅朝政，但是燕帖木儿家族的势力仍然很大，其弟撒敦为左丞相、儿子唐其势为御史大夫。

伯颜大权在握，势力如日中天。到元统三年时，撒敦死去，唐其势升为左丞相，欲与伯颜争权，遂与撒敦弟答里密谋发动政变，杀伯颜，废顺帝，另立元文宗的义子、燕帖木儿之子塔剌海为帝。同年六月，伯颜粉碎唐其势的政变，消灭燕帖木儿余党，同时将伯牙吾氏皇后逐出宫中，并将她杀害。同年十一月，元惠宗以“祖述世祖”为名改年号为“至元”。

当时，伯颜被封为秦王，一手遮天，世人称其“势焰薰灼，天下之人惟知有伯颜而已”。他大肆排斥异己，甚至杀了自己的老主人郯王彻彻秃一家，并贬谪宣让王帖木儿不花和威顺王宽彻普化。他聚敛财富，穷奢极欲，甚至出入太皇太后卜答失里宫中，与其私通，以致大都传诵“上把君欺，下把民虐，太皇太后倚恃着”的讽刺伯颜的歌谣。

伯颜最被人诟病的是排汉的民族压迫政策，在他的主导下，蒙古、色目殴打汉人、南人不得还手，禁止汉人、南人学习蒙古、色目文字，重申汉人、南人不得执兵器之戒，严格控制汉人做官的限界，汉人、南人遭到前所未有的排斥，在伯颜当权下的中书省只有王懋德、许有壬、傅岩三人做过左丞和参知政事。地方上甚至还没收汉人铁制农具及禁止汉人文化活动。至元元年十一月，伯颜取消了科举考试，也是一大倒退。在面临汉人反抗时，伯颜甚至提出了杀绝张、王、刘、李、赵五姓汉人的主张，所幸元惠宗没有听从。

伯颜的倒行逆施使社会矛盾原本就十分尖锐的元朝更加动荡不安，广西、山东、四川、江西、福建、河北、河南等地爆发了农民起义或少数民族起义，元末农民起义的着名领袖彭莹玉就是在至元四年发动袁州起义，失败后广泛传播白莲教，埋下了十多年后全国性动乱的火种。而至元五年在河南更发生一起“假传圣旨”的闹剧，河南吏员范孟自称有圣旨，杀了河南行省平章政事月鲁帖木儿以下一干官僚，不久后范孟被杀。由此可见当时朝廷纲纪松弛到了何等程度。

伯颜专权所导致的乱象都被元惠宗看在眼里，他与伯颜的侄儿脱脱早已图谋除掉伯颜。而伯颜也蠢蠢欲动，与卜答失里合谋以燕帖古思取代顺帝。

至元六年二月，惠宗与脱脱利用伯颜出猎之机，发动政变。这一天，天气晴朗，伯颜像往常一样出猎，他丝毫没有察觉到危险的来临。惠宗与脱脱则在大都城中紧张地部署着一切。

玉德殿内，惠宗坐镇中央，他眼神坚定，手中拿着一份诏书。杨瑀等文臣在御榻前起草贬斥伯颜的诏书，杨瑀一边写，一边说道：“以其各领所部，诏书到日，悉还本卫。”惠宗听后，略作思考，指示说：“自早至暮，皆一日也，可改作时。”充分显示出他的果断与精明。

与此同时，脱脱率领着士兵们迅速行动起来。他们在京城的关键位置设下埋伏，等待伯颜的到来。伯颜出猎归来，刚进入京城，便发现自己陷入了重重包围之中。他脸色大变，想要反抗，但已经来不及了。

脱脱率领士兵们冲了出来，他们高喊着：“奉皇帝诏书，罢黜伯颜！”伯颜被士兵们押到了玉德殿。惠宗坐在宝座上，看着被押到面前的伯颜，冷冷地说道：“伯颜，你专权跋扈，倒行逆施，祸乱朝纲，今日朕要罢黜你！”伯颜还想狡辩，但惠宗已经下定了决心。

就这样，伯颜被先贬为河南行省左丞相，再流放南恩州阳春县，至此伯颜时代落下帷幕，顺帝得以亲政。在政变中，顺帝充分展现出了他的智慧和果断。同年六月，元惠宗为报杀父之仇，下诏毁太庙文宗室，废太皇太后卜答失里并将她赐死，流放燕帖古思，还缴销了当年元文宗宣称他不是元明宗儿子的诏敕。元惠宗完成复仇之举后，“被服衮冕，祼于太室”，祭告父亲元明宗，并追上谥号。

次年正月，元惠宗改元“至正”，任命脱脱为右丞相，宣布将“与天下更始”，准备大展宏图、中兴元朝。此时的元惠宗，心中充满了对未来的期望，他希望能够在大臣们的帮助下，挽救摇摇欲坠的元朝。然而，他不知道的是，前方的道路依然充满了荆棘和挑战。