Улугбек находился при войске Тимура, двинувшемся в поход на Китай, когда 18 февраля 1405 г. в г. Отраре (на Сыр-Дарье) умер Тимур-Ленг (Железный Хромец).
Тотчас после смерти Тимура начались междоусобия. Никто из тимуридов не захотел подчиниться Пир-Мухаммеду, которого Тимур назначил своим преемником. Самаркандом овладел силой Халиль-Султан. Шахрух, сын Тимура, укрылся в Герате. Одиннадцатилетнего Улугбека его опекун и наставник Шах-Малик увёз в Бухару.
Четыре года Шахрух и Шах-Малик (от имени Улугбека) боролись с Халиль-Султаном. Во всех походах и битвах при войске находился и подраставший Улугбек.
Наконец, в 1409 году, когда Улугбеку минуло пятнадцать лет, Шахрух одолел своих соперников, овладел наследием Тимура и удалился в Герат, а правителем Самарканда объявил своего старшего сына Улугбека. Но лишь через два года после своего воцарения в Самарканде Улугбек смог избавиться от опекунства властного Шах-Малика.
Едва ли Шах-Малик, этот суровый воин (опекун и наставник), мог поощрять в Улугбеке стремление к наукам. Наоборот, всё было направлено к тому, чтобы воспитать в маленьком Мухаммеде любовь к военным походам, к военной славе, к дипломатическому искусству. Все старались внушить Улугбеку, что именно ему, любимому внуку Тимура, надлежит защищать империю, созданную великим его дедом, от монголов и кочевых узбеков. Соратники Тимура, окружавшие Улугбека, всё ещё бредили и военной славой, и надеждами на лёгкое обогащение. Молодой правитель Самарканда не мог (а вначале, может быть, и не хотел) противиться своим приближённым. И действительно, в первые годы правления Улугбек предпринимает ряд военных походов, отрываясь от своих занятий науками.
Придворные льстецы пытались поддержать в Улугбеке воинственный дух. До наших дней в Джизакском ущелье (ущелье это называют «Тамерлановыми воротами») сохранилась высеченная на скале надпись, в которой сообщается о походе Улугбека в 1425 году:
«С помощью господа бога, великий султан, покоритель царей и народов, тень божья на земле, опора закона божеского, Улугбек (да продлит бог время его царствования!) предпринял поход в страну монголов и от того народа возвратился невредимым». О результатах похода в этой надписи не упоминается.
В 1427 году Улугбек предпринял поход на север против кочевников. Этот поход окончился поражением Улугбека. Шахрух очень неохотно простил сыну его военную неудачу и едва не лишил его самаркандского наместничества. С этого времени Улугбек значительно охладевает к славе воителя, со страстностью отдаётся научным занятиям и начинает постройку астрономической обсерватории.
