В конце 777/март-апрель 1376 г. при дворе Тимура впервые появился Токтамыш-оглан. Бегство Токтамыша к правителю Мавераннахра, воинская слава которого начала распространяться, было связано, как показывают события, с походом Урус-хана на Сарай и его возвращением на берега Сыр-Дарьи. Дело в том, что когда Урус-хан, приведя дела правления в порядок, собрался выступить в поход на Хаджи-Тархан (Астрахань) и Сарай, то правитель Мангышлака Туй-Ходжа-оглан, отец Токтамыша, оказал неповиновение и не явился в поход, за что был казнен ханом. Молодой Токтамыш, имея все основания бояться за свою жизнь, несколько раз убегал из орды и снова возвращался туда. Так как он еще не достиг совершеннолетия, то ему прощали. После того как Урус-хан завоевал трон Узбека и овладел всем тем государством, пишет Натанзи, Токтамыш бежал и укрылся у Тимура. Вместе с Токтамышем бежал и некий Урук-Тимур; тем временем Урус-хан отдал его эль и область в суюргал Тайге.
Тимур вручил Токтамыш-оглану богатые дары, в знак крайнего своего уважения и расположения назвал его сыном, дал ему много золота и драгоценных украшений, барабанов и знамен, дружины и войска для захвата владений Урус-хана. Юный Токтамыш, получив желаемое, спешно выступил из Самарканда в сторону Туркестана. Урус-хан, узнав о прибытии Токтамыша в Сауран, послал против него своего сына Кутлук-Бука-оглана. «Сын падишаха Урус-хана узбекского (узбеки), повел войско и много сражался с Токтамыш-огланом». В одной из стычек Кутлук-Бука был убит, но Токтамыш-оглан потерпел поражение и бежал к Тимуру. Тимур снова оказал ему помощь: дал ему новое войско и послал обратно в Сауран. Токтамыша, однако, теперь разбил другой сын Урус-хана, Токтакия. Во время преследования Токтамыш был ранен стрелой Каранчи-бахадура и с трудом спасся благодаря помощи Идигу-барласа, одного из сподвижников Тимура.
Вскоре после того, как Идигу-барлас доставил раненного Токтамыша к Тимуру прибыли послы Урус-хана во главе с Кепек мангытом и Тулуджаном, со 100 всадниками, и предъявили послание следующего содержания: «Токтамыш убил моего сына и, убежав, пришел в ваши владения; выдайте мне моего врага, если же нет, то, назначив место битвы, тотчас явитесь в бой». Тимур не только не выдал своего подзащитного, но и отвечал, что сам пойдет на Урус-хана войной. Войско его действительно выступило в поход и расположилось у Отрара. Войско Урус-хана разместилось у Сыгнака (по Натанзи, у Саурана). Наступал сезон зимы. Вскоре пошел дождь, затем обильный снегопад, за которыми последовали жестокие морозы, отсрочившие основные военные действия противников на три месяца. После нескольких мелких стычек Тимур возвратился в Кеш. Весной 1377 г., когда он вновь выступил в поход, «сделав Токтамыш-оглана проводником», было получено известие о том, что Урус-хан умер.
Об обстоятельствах смерти хана ничего не сообщается. Согласно Муин ад-Дину Натанзи, он умер естественной смертью. По данным более позднего автора, Мухаммада Букая, смерть Урус-хана наступила в результате болезни. Турецкий историк Мустафа Кафалы, ссылаясь на сочинение XVI в., рассказывает так об обстоятельствах смерти хана. Когда Тимур выступил против Урус-хана, последний, не приняв боя, отступил. Затем, воспользовавшись возвращением Тимура в свою резиденцию, Урус-хан выступил в поход. В разыгравшемся между противниками в районе Устюрта сражении Урус-хан потерпел поражение и вскоре умер от полученной раны. По словам автора «Умдат ат-таварих», ближайшее окружение Урус-хана намеренно скрыло весть о его смерти в течение какого-то времени.
Согласно генеалогии Джучидов, которую приводит автор «Нусрат-наме», у Урус-хана было семь сыновей и пять дочерей. Имена его сыновей — Токтакия, Кутлук-Бука, Туглук-Булад, Куйручук, Токта-Булад, Сайид-Ахмад, Сайид-Али. Имена его дочерей — Менгли-бек, Шакар-бек, Суди-бек, Иран-бек, Менгли-Туркан.