红巾军西路军在经过休整后，又从襄樊出发改由陕西北上。红巾军相继攻取武关、商州，夺占七盘山，进据蓝田，直抵灞上，兵锋直逼西安。同时分兵攻占同、华各州。因“察罕帖木儿之名，贼素畏之”元史纪事本末察罕帖木儿克复之功，陕西省台向察罕帖木儿发书告急。察罕帖木儿此刻刚收复陕州，得求援信后，领五千兵马与李思齐一道入潼关急驰赴援。在与察罕所部数次交战后，红巾军无有胜绩，仍是大败。幸存人马不得不翻越秦岭，退到兴元。元廷为嘉奖察罕帖木儿的复陕之功，授其陕西行省左丞、资善大夫。随后，奉命屯守陕西的察罕帖木儿领军又于至正十八年二月，收复泾州、平凉；四月，在巩昌又击败红巾军西路军李喜喜部，使得红巾军只能退回四川，从此不敢北向。

在与红巾军反复拉锯后，察罕帖木儿认识到此路红巾军势大，难以全歼，遂决定采取坚守策略，力争将此路红巾军逐出山西，他将所部兵马分别屯守泽州、上党、并州。并将太行山主要隘口碗子城、吾儿谷、井陉口堵塞，截断了红巾军通过太行山进兵大都的主要通道。红巾军屡次攻打各关口，在察军的顽强抵抗下始终无法攻克，十月，红巾军攻破大同路后，全军北上，退出山西，进军塞外。山西从此平定。经过与红巾军六年来的浴血苦战，察罕帖木儿所率领的军队已经成为元政府在北中国最为倚重的一支军事力量。因此，元惠宗妥欢帖木儿下诏令察罕帖木儿守御关、陕、晋、冀，镇抚汉、沔、荆、襄，便宜行阃外事。察罕帖木儿已经昂首迈入元末著名军事统帅的行列。此时的察罕帖木儿英气勃发，积极扩充训练军队，屯粮垦田，为消灭红巾军、恢复元朝在全中国的统治作积极的准备。

山东红巾军主力集结济南，红巾军决定出兵齐河、禹城以抗击元军，察罕帖木儿再次施展其分进合围的战术，分兵四路一路攻济阳、章丘；二路攻滨海各城；三路攻占泰安、益阳，而察罕帖木儿亲自率领主力攻济南，察罕帖木儿率元军渡过大清河，与红巾军战于分齐，红巾军大败，察军进逼济南城。战场形势急转直下，其它三路元军纷纷报捷。驻守齐河、禹城的红巾军投降，滨海各城亦不战而降，益都红巾军见济南危急，遣兵来援，被元军败于好石桥。元军乘胜围攻济南，并分兵取山东其它由红巾军控制的州郡。元军历经三月围攻，守将刘珪被迫献城投降。元廷再拜察罕帖木儿为中书平章政事、知河南、山东等处行枢密院事，陕西行台中丞。如果历史继续正常发展，以察罕帖木儿的雄才大略，击败江东诸贼，收复南方，恢复元朝统治，应该是极其顺理成章的事。但历史却“正常”的进行了“转折”。

元军围攻益都数月，屡攻不下，叛服无常的田丰又生异心，其与王士诚密谋后，决定乘机刺杀察罕帖木儿，再次投降红巾军。谋变事定后，田丰以视察营垒之名邀请察罕帖木儿前来。察罕帖木儿行前，诸将以为不可往，察罕帖木儿曰“吾推心待人，安得人人而防之。”众将又提出派骁勇护卫保护察罕，为察罕帖木儿再次拒绝。就这样，察罕帖木儿先至义兵头目王信营中，于六月十四日日落后与从骑十一人来至田丰营中，遂为王士诚所刺。一代名将察罕帖木尔就此殒于益都城外。察罕死讯传到大都，“不问男女老幼，无不恸哭者”元廷诏赠推诚定远宣忠亮节功臣、开府仪同三司、上柱国、河南行省左丞相，追封忠襄王，谥献武，食邑沈丘县，令河南、山东等处立庙，长吏岁时致祭。后改赠宣忠兴运弘仁效节功臣，追封颍川王，改谥忠襄。命其子扩廓帖木儿王保保“银青光禄大夫、太尉、中书平章政事知枢密院事、太子詹事，仍便宜行事，总其父兵”。

察罕帖木儿是有元末著名的军事将领，在他短短十年的戎马生涯中，他以平定天下、匡复社稷为己任，将区区数百之众奋起义兵，东征西讨，南战北平，几以一师之力歼灭百万红巾军，力挽元政府于倾覆，克复了自红巾军起义后四分五裂的北中国，他也因此成为元政府再次统一中国的唯一希望，然而就在他即将消灭红巾军东路军余部的时候，却为叛将暗杀，遇难益都，仅仅六年之后，元即为明所代。,