После Тохты ханом становится Узбек, сын его брата. Отец Узбека Тогрул был убит самим Тохтой еще в 1291 году, а сам Узбек избежал смерти, так как его мачеха Баялун спасла его, отправив в улус Джулат Черкес (Западный Кавказ). Возмужав, Узбек после смерти Тохты поехал на курултай, где выбирали нового хана.
Ильбасар, официальный наследник Тохты, умер в 709 году хиджры (11 июня 1309—30 мая 1310). Новым наследником Тохты стал сын Ильбасара, Исан-Бука. На курултае второй сын Тохты Тук-Бука с эмиром Баджиром из уйгуров оспорил права Исан-Буки и стал главным претендентом на избрание ханом. В это время Узбек ехал на курултай для участия в нем. Кутлук-Тимур, его кузен, уже присутствующий на курултае, передал информацию о том, что Узбека планируют убить, но было ли это правдой – неизвестно.
Прибыв на курултай, Узбек и Исатай кият убили Тук-Бугу и Баджир уйгура. После этого кровопролития Баялун, жена Тохты, с помощью подкупов смогла добиться избрания Узбека ханом на курултае. Только после восшествия на престол Узбек принял ислам и через некоторое время начал борьбу с немусульманами, а также начал проводить свою административную реформу, лишившую всех Джучидов, потомков 16 сыновей Джучи (кроме линий Бату и Орды, а также шибанидов), их уделов.
Узбек-хан изменил полностью политическую систему, создав и реформировав политические институты в Золотой Орде. Он активно занимался экономическим развитием Золотой Орды, обустройством новых торговых путей. В это время Улусы Чагатая, Угедея и Хулагу были охвачены гражданскими войнами, что привело к переносу торговых путей на север по территории Золотой Орды, где в отличие от южных соседей присутствовала политическая стабильность. Любой купец мог проехать безопасно с берегов Дуная до Алтая по территории всего улуса Джучи. Во времена правления Узбек-хана в Золотой Орде начался повсеместный рост количества новых городов и увеличение размера старых городов. В 1332 году Узбек-хан перенес столицу в Новый Сарай (Сарай ал-Джедид). Узбек унифицировал и централизовал страну, победил местный сепаратизм.
При Узбек-хане сложилась классическая схема управления русскими княжествами, которая известна из множества источников. Один из русских князей получал ярлык (жарлык-указ) на правление. Он обязан был собирать «выход», налоги с русских княжеств, которые рассчитывались исходя из переписи населения.
Узбек на более высоком уровне поддерживал дипломатические отношения с Папой Римским, Византией, Индией, странами Западной Европы, Узбек-хан смог возобновить союз с мамлюкскими султанами против улуса Хулагу. В 1330-ых годах он выдал ярлыки генуэзцам, которые перенесли часть своих торговых операций на территорию Золотой Орды.
В 1323 году Узбек-хан послал свои войска на помощь болгарскому царю. Примерно в это же время он женился на дочери Византийского императора Баялун-хатун. В 1330 году его войска в союзе с войсками румынского правителя Бесараба (он был дальним родственником Узбек-хана и потомком Шибана, сына Джучи) и войсками византийского императора напали на войска Стефана III, короля Сербии, но потерпели поражение. В 1324 и 1337 годах войска Узбек-хана нападали на Литовское княжество.
В 1316 году Узбек-хану поступило предложение от некоторых иранских эмиров занять престол ильханов, но в тот момент он не решился вмешиваться в междусобицы. Чуть позже Узбек в союзе с Ясавуром решил напасть на нового ильхана, но в 1320 году вторжение не дало никаких результатов, Узбек-хан потерпел поражение. В 1335 году он снова вторгся в Азербайджан и Иран, но был опять разбит новым правителем Арпа-ханом.
Узбек-хан покровительствовал всем религиям на своей территории. В 1314 году он выдал ярлык католическому ордену Францисканцев, пожаловав им льготы и позволив основать им свою миссию в Сарай-Бату. В 1336 году францисканцы имели уже 10 представительств, а кузен Узбек-хана вместе со своей семьей принял католичество. Личным мусульманским именем Узбек-хана было имя Мухаммед. Любимой женой была Тайдулла из рода Кыпшак. От нее у него родилось два сына – Джанибек и Тыныбек.
Эпоха со времени начала правления Узбек-хана и до смерти его внука Бердибека считается Золотым веком Золотой Орды, когда росла экономика, была политическая стабильность, расцвела классическая золотоордынская культура.
