至顺四年六月初八日（1333年7月19日），妥懽帖睦尔在上都即位，是为元惠宗，当年改年号为元统。

他封燕铁木儿之女答纳失里为皇后，卜答失里为太皇太后，燕帖古思为皇太子，高丽贡女奇氏为妃。

登基后的前几年，妥懽帖睦尔被架空无实权，只能隐忍于朝。

朝中先是燕铁木儿派系欲废黜他，该派系被连根拔起，皇后答纳失里也被赶出宫后毒死。后来权相伯颜独揽大权，倒行逆施。

妥懽帖睦尔清楚这是亡国之招，开始物色能除掉伯颜的人，伯颜的侄儿脱脱成为他的助力。

至元六年（1340年）二月，伯颜请妥懽帖睦尔出猎，他用生病推脱。

伯颜带燕帖古思出猎柳林，妥懽帖睦尔与脱脱先下手为强发动政变，并派三十骑乘夜带回燕帖古思，下诏贬伯颜，脱脱据大都城门不开，宣告只办伯颜，不问从者。

最终伯颜众叛亲离，只好南下，死在贬谪路上。妥懽帖睦尔隐忍八年，终于扳倒权臣，收回权利，得以亲政。

至元六年（1340年）六月，他下诏毁太庙文宗室，废黜卜答失里，卜答失里被迁往东安州，不久死去。七月十六日，燕帖古思被流放到高丽，在押送途中被处死，年仅十二岁。

这一年，奇氏为妥懽帖睦尔生下长子爱猷识里答腊（北元昭宗），进位第二皇后。

至元六年（1340年），妥懽帖睦尔任用脱脱之父马札儿台为右丞相，但马札儿台以病请辞。

同年十一月，改用脱脱为右丞相，次年正月（1341年）改元至正，开始改革，史称“至正更化”。

这段时间，妥懽帖睦尔勤奋好学，厉行节俭，全力支持脱脱，推出一系列改革措施，包括恢复科举、推行举荐制以加强人才选拔，置宣文阁，恢复太庙四时祭。

主导修撰《宋史》《辽史》《金史》；崇儒重道，提倡文化教育；颁行法典《至正条格》，加强法制建设；颁布举证守令法，加强廉政。

颁布《农桑辑要》指导生产，开垦屯田和维修水利，解决饥荒；安抚被伯颜迫害的诸王等。

同时编撰法典，至元二年（1336年），在元仁宗监察法规《风宪宏纲》基础上，将有关御史台的典章制度汇编为《宪台通纪》。

至正五年（1345年）十一月，《至正条格》编撰完成，次年（1346年）四月，颁布于天下。

“至正更化”期间，脱脱于至正四年（1344年）以多病辞相。