即位以前
泰定帝也孙铁木儿在元世祖至元三十年癸巳（1293年，《元史》记载为至元十三年即1276年，但又谓其享年三十六岁；结合诸多史料及《黄金史》、《蒙古源流》等蒙文文献可知泰定帝应出生于至元三十年）十月二十九日出生于漠北晋王府，父亲是晋王甘麻剌（后追尊为元显宗），母亲是晋王妃弘吉剌氏普颜怯里迷失。 在他出生前一年，他的父亲甘麻剌被封为晋王，受命出镇漠北，统领成吉思汗四大斡耳朵及军马、达达国土 ；在他出生后不到三个月，曾祖父忽必烈（元世祖）就驾崩了，甘麻剌作为故太子真金（元裕宗）的长子，很有希望继承皇位，却在上都举行的忽里台大会中铩羽而归，由真金三子铁穆耳（也孙铁木儿之叔父）继承皇位，是为元成宗。 大德六年（1302年）正月，甘麻剌逝世于漠北，也孙铁木儿承袭晋王爵位。
也孙铁木儿作为元世祖的嫡曾孙，颇受厚待，在武宗、仁宗和英宗朝受过多次赏赐。至治三年（1323年），御史大夫铁失欲弑杀元英宗（也孙铁木儿的从侄），派党羽斡罗思来告诉他的弑君及推戴晋王为帝的计划。当时也孙铁木儿正在漠北一个叫秃剌的地方打猎，听到斡罗思述说逆谋以后便将他囚禁起来，并派别烈迷失赴上都告变。别烈迷失还没赶上，就在两日后发生了英宗被弑的南坡之变。 然而，后来也孙铁木儿的另一从侄图帖睦尔（元文宗）夺位以后，指责晋王也孙铁木儿参与了弑杀英宗的阴谋。 从当时的情况来看，元英宗实施改革，停止诸王岁赐，也孙铁木儿的利益无疑受到很大的损害，而且铁失等制造蒙古开国以来第一次弑杀大汗的血案（一说贵由被拔都所杀，但真实性待考），不可能没有强硬的后台而贸然行事，再加上也孙铁木儿出身世祖嫡派，很可能怀有篡位的野心，至于史书上所说他绑缚铁失使者并派人告变，也许是也孙铁木儿为洗刷其罪名而在即位后写上去的。 也有人认为所谓也孙铁木儿弑君是元文宗散布的抹黑泰定帝的谣言。
登基为帝
英宗死后，元仁宗一系已绝嗣，虽然元顺宗一系还有武宗的两个儿子和世㻋与图帖睦尔，但作为元世祖长房嫡曾孙的晋王也孙铁木儿最有资格继承皇位。铁失北上将玉玺献给也孙帖木儿，在英宗驾崩整整一个月以后的至治三年（1323年）九月四日，也孙铁木儿即位于漠北龙居河（今蒙古国克鲁伦河），颁即位诏书曰：
薛禅皇帝可怜见嫡孙、裕宗皇帝长子、我仁慈甘麻剌爷爷根底，封授晋王，统领成吉思皇帝四个大斡耳朵，及军马、达达国土都付来。依着薛禅皇帝圣旨，小心谨慎，但凡军马人民的不拣甚么勾当里，遵守正道行来的上头，数年之间，百姓得安业。在后，完泽笃皇帝教我继承位次，大斡耳朵里委付了来。已委付了的大营盘看守着，扶立了两个哥哥曲律皇帝、普颜笃皇帝，侄硕德八剌皇帝。我累朝皇帝根底，不谋异心，不图位次，依本分与国家出气力行来；诸王哥哥兄弟每，众百姓每，也都理会的也者。今我的侄皇帝生天了也么道，迤南诸王大臣、军士的诸王驸马臣僚、达达百姓每，众人商量着：大位次不宜久虚，惟我是薛禅皇帝嫡派，裕宗皇帝长孙，大位次里合坐地的体例有，其余争立的哥哥兄弟也无有；这般晏驾其间，比及整治以来，人心难测，宜安抚百姓，使天下人心得宁，早就这里即位提说上头，从着众人的心，九月初四日，于成吉思皇帝的大斡耳朵里，大位次里坐了也。交众百姓每心安的上头，赦书行有。
这是元朝乃至中国历史上唯一一个白话文登基诏书，按元朝的规定，登基诏书先由文臣以汉语文言文拟写，再翻译为蒙古文，颁行天下，但也孙铁木儿的登基诏书却纯用白话文，而且是由蒙古文直接“硬译”的文体，可见他即位时身边没有汉臣或精通汉文化的人士。 也孙铁木儿即位后，先在大赦中特别宣布赦免谋反、谋大逆、奴婢杀主等罪，以稳住谋杀英宗的铁失等一干逆党，而后又对铁失等人加官进爵。 一个月后，他便将铁失、也先铁木儿等逆党全部诛杀。 十一月，也孙铁木儿至大都，又处死和罢免了一批铁失同党，流放了涉嫌逆谋的五王。 对于泰定帝迅速清洗铁失的动机，一种说法是出于朝中汉人重臣张珪（张弘范之子）向晋王“密书陈诛逆定乱之宜” ；另一种解释则是杀人灭口。 不管怎样，也孙铁木儿的权力得到巩固，改元“泰定”，进入了一个新的时期。
五年统治
泰定帝即位后，追崇父亲甘麻剌为显宗光圣仁孝皇帝，母亲普颜怯里迷失为宣懿淑圣皇后，并加封晋王妃八不罕（一作八八罕）为正宫皇后，儿子阿速吉八为皇太子。他在位的5年间，以守成和维稳为基本目标，这从他所使用的两个年号——“泰定”与“致和”可以看出，因此上未有太大变动。
当时元朝各地不断发生天灾，许多地方爆发饥荒。至治三年（1323年）冬蒙古大寒大雪，许多畜兽被饿死。泰定元年（1324年）七月，“龙庆州雨雹大如鸡子”。泰定二年（1325年）十二月，同州地震。江淮严重水、旱灾。泰定四年（1327年）十二月，宁夏地震。泰定四年（1327年）三月，和宁地震。泰定四年（1327年）五月，洛阳发生蝗灾。泰定四年（1327年）八月，四川发生强烈地震。泰定四年（1327年）九月，宁夏再次地震。致和元年（1328年）七月，宁夏又地震。 面对这种灾异连连的状况，泰定皇帝在上都召集百官商讨对策，当时地位最高的汉臣中书省平章政事张珪向泰定帝请求整顿弊政，提出了肃清铁失余党、对和尚和道士加以限制、裁汰冗官、停止广州珍珠采办等10余条建议，但泰定帝不予采纳。
泰定帝在位时，湖广、云南、四川等行省的少数民族多次起义反抗，泰定二年（1325年）六月，河南息州人赵丑厮、郭菩萨以“弥勒佛当有天下”为口号反元，被后世史家视为元末农民起义的先声。 尽管这些起义并未成气候，但可以说元朝已在泰定年间进入多事之秋。
泰定五年（1328年）二月，泰定帝改元“致和”。致和元年（1328年）七月十日，泰定帝驾崩于上都，享年三十六岁，葬于起辇谷。 他死后大都发生，燕帖木儿奉元武宗之子怀王图帖睦尔即位，是为元文宗，泰定朝的权相倒剌沙则在上都拥立皇太子阿速吉八即位，是为元天顺帝。随后双方爆发了一场短暂的内战，是为两都之战，元文宗一方取得胜利，天顺帝与倒剌沙皆被杀。泰定帝、天顺帝父子被视为非法君主，没有上汉文庙号和谥号及蒙古汗号，甘麻剌亦被剥夺了“显宗”庙号，并撤出他供奉在太庙的神主。泰定帝的后妃也被通通送给燕帖木儿为妻妾。
也孙铁木儿相关历史话题： 南坡之变