旭烈兀西征
成吉思汗征服花剌子模后，在河中地区采纳牙剌瓦赤、马思忽惕的建议，进行恢复治理。西辽人成帖木儿作为术赤的代表镇守河中。阿姆河以南则由成吉思汗诸子各留一部分军队驻守，并受成帖木儿节制。但蒙古军队人少不足以控制局面，呼罗珊地区的秩序一直没有得到恢复，蒙古军不时遭到当地抵抗势力的打击。逃亡印度的札兰丁自那里返回故国，一些故官、故将又聚集在他的麾下，花剌子模的势力很可能死灰复燃。窝阔台即位后，重新安排了被征服地区的统治力量。因为“伊朗地区，骚乱还未平静，算端札兰丁仍然桀骜不驯，（窝阔台）派遣绰儿马浑那颜带着一些异密和三万骑兵去讨伐他”。同时任命成帖木儿为副统帅，“命令诸地区的长官和八思哈亲自出征”。
逃往印度的花剌子模算端札兰丁，收集起散在当地的残部，得一万人。得知其弟该牙思丁已自立为算端，而故国却依然有很多人支持他之后，便谋划回国以图兴复。1224年，他回到起儿漫，并先后得到了泄剌失（法儿思）、亦思法杭（今伊朗亦思法罕）、剌夷（今伊朗德黑兰南）地区，在一些故官、故将的支持、拥护下，征服了一些反对者。1225年，他进军阿兰和阿哲儿拜占，进入帖必力思（桃里寺），占领谷儿只，到达第比利斯。1228年，他镇压了其弟该牙思丁（嘉泰丁）和一些藩臣的叛乱，打败了谷儿只人、阿兰人、钦察人和阿布哈兹人等的联军，巩固了在波斯西部的统治，被蒙古人灭亡的花剌子模国出现了复兴的征兆，亦思法杭和帖必力思成为这个新帝国的都城。札兰丁被暂时的胜利冲昏了头脑，又向阿黑剌忒（今土耳其东部凡湖西北阿赫们特）、鲁木（小亚细亚，塞尔柱王朝封国，都城为科尼亚）用兵，残酷的屠杀和掠夺激起了被征服地区人民的普遍愤恨，札兰丁在鲁木、阿黑刺忒联军的打击下，败于幼发拉底河上游的额尔赞章。
当札兰丁兵败势衰之际，绰儿马浑的军队也渡过了阿姆河。绰儿马浑得旨出征后，首先到达呼罗珊，对反叛势力进行镇压，但是他没能平息这一地区的叛乱，遂将呼罗珊地区的事务交给术赤的家臣成帖木儿，自己则率军进至剌夷，前去追击札兰丁。
为了抵御蒙古军的征讨，札兰丁向昔日的对手鲁木、叙利亚的算端和哈里发以及各地长官派遣急使，要求联合对抗绰儿马浑，但没有得到后者的积极响应。1230年冬绰儿马浑抵阿哲儿拜占，札兰丁被迫逃窜，1231年在土耳其东部的山中被曲儿忒（库尔德）农夫杀死。
元成宗绰儿马浑驻营于木甘草原和阿兰一带，不时遣兵攻掠阿哲儿拜占、谷儿只、土耳其东部和伊拉克北部地区，1233年，降服了帖必力恩，1236年进至谷中，梯弗利思（第比利斯）也归附了他。1239年，蒙古军进军高加索南部山区，进入阿美尼亚和鲁木。1240年，阿美尼亚王入朝大汗，窝阔台命其仍治理故地。1241年绰儿马浑死，副统帅别速惕部人拜住那颜接替了他的职务。拜住继续向鲁木、叙利亚、伊拉克等地区用兵。
当绰儿马浑到达波斯时，成帖木儿按照大汗的要求，向他提供了军队，绰儿马浑命他平定呼罗珊地区的叛乱糊留镇该地。成帖木儿采取招抚和征伐的办法平定了呼珊地区，派遣一些降服者入朝大汗，受到窝阔台的褒奖，被任命为呼罗珊和杩椤答而地区的长官。他“对呼罗珊的百姓表示仁慈，赦免了活着的人”，他任用文官治理地方，《世界征服者史》的作者志费尼的父亲就曾被任命为撒希伯底万（财政大臣）。
1235年，成帖木儿死，先后由克烈人诺撒耳和畏吾儿人阔里吉思接管该地事务。斡亦剌部阿尔浑为阔里吉思的八思哈和那可儿。阔里吉恩以徒思为驻地，整顿秩序，规定赋税，重建经济，阿姆河以西被纳入大汗的直接控制之下。窝阔台统治后期，阔里吉思遭到成帖木儿的儿子和拔都势力的排挤，被卷入一场案件受审，窝阔台死后，他的支持者镇海也被迫离开汗廷，阔里吉思被窝阔台皇后乃马真氏所杀。阿尔浑接替他掌管了自乌浒水（阿姆河）至法儿思、谷儿只、鲁木和毛夕里（今伊拉克摩苏尔）事务，整顿了由绰儿马浑、拜住的征伐、掠夺导致的混乱。蒙哥即位后，任阿尔浑为阿姆河等处行尚书省长官，统治波斯、伊拉克、阿塞拜疆、格鲁吉亚等地区。
这时，东部伊斯兰世界中尚有杩椤答而的亦思马因派和报答（巴格达）的哈里发两支宗教势力未被征服，蒙哥在处理完大汗家族内部的争权斗争后，决定对上述尚未征服的地区用兵，这是蒙古军的第三次西征。亦思马因派是伊斯兰教十叶派的一支。创始人是十叶派第一代伊玛目阿里的后裔、第六代教长的长子亦思马因，故称亦思马因派。十一世纪末期，他们从塞尔柱突厥人手中夺取了阿剌模忒堡，并以此为中心，在里海以南的山隘中建立了上百个城堡，形成了一个独立的宗教国。其他宗教徒称他们为“木剌夷”，即阿拉伯语“迷途者”。
蒙哥即位后，守卫伊朗地区的拜住向他报告了亦思马因派和哈里发的暴行，伊斯兰教法官苫思丁·可疾云尼也向他反映了同样的情况，于是蒙哥决定派遣其有“帝王的气象”和“征服的实践”的弟弟旭烈兀担任了这次西征的统帅。
旭烈兀统率的军队除以前派往伊朗的绰马尔浑、拜住的军队和派往客失迷儿（克什米尔）、印度的军队外，蒙哥又决定从成吉思汗诸子、诸弟和诸侄的军队中，每十人抽出两人作为额外人员，随同他出征，各宗王都派遣了自己的代表，还拨给他一支由炮手、弩手和火焰放射手组成的汉军千人队，由著名的攻城能手郭侃率领，由阿姆河行省准备军需，乃蛮人怯的不花（乞忒不花）率一万二千人为先锋。他们封锁了自和林至呼罗珊、鲁木和谷儿只间行军途中的所有草地和牧场，以保证军马通过时有较好的饲草；在河上架桥，以确保道路畅通，为大军出征做了周密的准备。
1252年八月，先锋怯的不花领兵出发，1253年三月，渡过阿姆河，着手征伐忽希思丹地区。他们征服了该地区的一部分，在亦思马因派的重要据点之一吉儿迭苦黑堡下遭到顽强的抵抗，蒙古军用了两年的时间才攻下该堡。
1253年十月，旭烈兀离开自己的斡耳朵，踏上征途。他缓慢地进兵，1254年到达阿力麻里，1255年九月到达撤马耳干，驻营于迦尼——吉里草原，然后经碣石到阿姆河北岸，在那里接见了阿姆河行省和呼罗珊等地的官员，向伊朗各地的统治者发出诏敕，要求他们提供军队、武器和食品，各地算端、长官则从伊拉克、呼罗珊、阿塞拜疆、阿儿兰（今阿塞拜疆共和国北部）、设里汪（今里海西岸库拉河北部地区）和格鲁吉亚等地前来朝见旭烈兀。次年年初旭烈兀渡河，在河南的苏夫耳罕（今阿富汗北部席巴尔甘）驻冬。三月，他离开冬营地，经哈甫（属你沙不儿地区）和匝维（今伊朗霍腊散省托尔巴特海达里耶）向亦思马因派控制的秃温（今伊朗东部霍腊散省境内）进兵，平息了发生在那里的叛乱，攻下了该城并将它夷为平地。接着他到达徒思（马什哈德北）、哈不珊（哈不伤，今伊朗霍腊散库强），并着手修复蒙古人首次入侵时破坏了的城市。旭烈兀遣使要求亦思马因派教主鲁坤丁·忽儿沙毁堡投降。忽儿沙遣其弟请降，旭烈兀要求忽儿沙亲自前来，后者则有意拖延，要求缓期一年。谕降不成，1256年八月，旭烈兀决定全面出征。大军分三路进讨，左翼由怯的不花等率领自西模娘（今伊朗德黑兰省塞姆南）进；右翼由不花·帖木儿等率领自杩椤答而进，旭烈兀自将中军。出发前再次遣使招谕，忽儿沙坚持保留部分堡塞和允许他本人一年后出降，遭到旭烈兀的拒绝。大军相继攻占和捣毁了一些堡寨，十一月，包围了忽儿沙的宫府麦门底司堡，“一支多如蚂蚁的人马像蛇一样把它围了七个圈，并且设法在坚硬的岩石上驻扎。……在白天的时间里，麦门底司的人仅看见人马和旌旗，而在夜里，因为营火遍野，他们以为大地是布满星星的天空，（并且）是刀兵的世界，其中心和边际都看不分明”。双方展开了激战，城内的射石机射出了一排排猛烈石头，城外的蒙古军则以射程为二千五百步的弩炮攻城。十一月十九日，在蒙古军的猛烈的攻击下，忽儿沙被迫出降。蒙古军屠杀了所有坚持抵抗的人；将府库中所余的财物作为犒赏分给了大臣和士兵，拆毁了这座坚固的堡寨。
投降的忽儿沙被安置在可疾云（今伊朗北部加兹温），旭烈兀还将一个蒙古姑娘赐与他为妻。蒙古军则以他的命令招谕尚在坚守的堡寨，对坚持抵抗的堡寨进行猛攻，拆毁并将它们全部夷为平地。后来，旭烈兀遣忽儿沙至蒙哥处效劳，忽儿沙至和林，蒙哥拒不接见，在返回波斯的途中，他被押送的士兵杀死。至此，亦思马因派宗教国灭亡。
解决了木剌夷的问题后，旭烈兀进驻可疾云。1257年三月，他又从那里向哈马丹进发作进攻报达的准备。他先遣前来朝见的拜住那颜回鲁木，拜住占领并在鲁木境内进行了杀掠。
报达的统治者是阿拔斯朝（黑衣大食，建立于750年）第三十六代哈里发木思塔昔木（穆斯塔希姆）。自十世纪以来，阿拔斯王朝逐渐衰落，当时它只保有报达周围两河流域的一部分土地，哈里发也仅保有伊斯兰教领袖和伊斯兰世界名义上的宗主地位。木思塔昔木“优柔寡断，不明事理，腐败无能，专事游乐”，掌权的将帅大臣为争权夺利而互相倾轧，统治集团内部发生了严重的内讧。同时他的统治在当地居民中也引起了广泛的不满，报达哈里发的威势已经到了末日。
1257年九月，旭烈兀向报达派遣使臣，以自己的胜利和军队战斗力强大相威胁，要求哈里发毁掉防御工事，投降并亲自去朝见他，遭到哈里发的拒绝。于是旭烈兀毅然决定出征报达。他命驻在鲁木的拜住率领其军队为右翼，自毛夕里（今伊拉克摩苏尔）向底格里斯河推进，在指定的时间到达报达的西面；术赤的孙子不勒合、秃塔儿、忽里等宗王和不花帖木儿等也从杩椤答而进军与拜住的右翼会合；怯的不花等由西模娘进军，为左翼；旭烈兀自统中军由哈马丹向报达进军。在进军途中，旭烈兀依然遣使谕降，而木思塔昔木以蒙古退兵为出降条件。蒙古军继续前进，在1258年初，三路军陆续到达指定地点。哈里发的军队出城迎战，蒙古右翼军决堤放水，淹没了哈里发军后方的草原，击败了他的军队，一万多人被杀，无数人落水和陷入淤泥之中，只有少数人逃归。蒙古军到达报达城下，驻于底格里斯河畔。同时，怯的不花的左翼和旭烈兀的中军也相继赶到。
一月二十九日，双方开始交锋，战斗激烈地进行了六昼夜，旭烈兀一方面指挥攻城，一方面将诏敕射入城内，表明饶恕伊斯兰教法官、学者、司教、阿里后裔、也里可温（基督教徒）和一切不进行抵抗的人。二月初，报达东面城墙被攻破。同时，蒙古军又在河上架桥。在船上安放石炮，狙击那些企图乘船逃跑的人。哈里发在无力抵抗的情况下，派遣他的儿子和一些官员出城请降，遭到拒绝。十日，哈里发本人率领他的三个儿子、三千圣裔（赛夷）、教长、伊斯兰教法官、达官贵人和大臣们出城请降，旭烈兀命向城里人发布命令，让他们放下武器出城，当人们放下武器走出来时，却全部被杀。
旭烈兀进城，在哈里发的宫殿举行庆祝大会，将哈里发府库中地面上的财宝赏赐给异密们和在场的人，并挖出了他埋藏在宫中水池下面的大量赤金。然后，下令对哈里发的后宫进行统计，应哈里发的请求，将七百名后妃中的一百名近属和亲人留给了他，没收了哈里发的全部财产，使阿拔斯王朝“六百年间聚集起来的一切东西，像群山般地堆集在汗帐的周围”。哈里发木思塔昔木获准在完成法定的净洗后被处死，阿拔斯家族成员只有哈里发的幼子八剌沙得到赦免，被赐与完者哈敦（旭烈兀的后妃，斡亦剌部脱劣勒赤驸写与成吉思汗的女儿扯扯干所生），并娶一个蒙古女子为妻。其余凡被查出的一个也没有被宽恕。立国五百余年的阿拔斯王朝的历史结束了。旭烈兀指派额里该那颜和合剌不海率领三千蒙古兵进驻报达，恢复秩序和重建市场。
古代风景画鉴赏攻占报达后，蒙古军又继续攻取了其周围地区。旭烈兀则选择帖必力思为驻地，将从报达、亦思马因派诸堡、鲁木、格鲁吉亚、亚美尼亚、罗耳人和曲儿忒人处掠夺的珍、宝、财物送往阿塞拜疆，在帖必力思建造了一座坚固、壮丽的城堡，以储存这些珍宝，并将其中的一部分送给大汗蒙哥，同时向他报告了得胜的喜讯和下一步进攻叙利亚、密昔儿（埃及）的决定。
由于毛夕里算端巴忒剌丁·鲁鲁恭顺，他得以觐见旭烈兀并受到礼遇，按照后者的要求，他将自己的儿子篾力撒里黑送往旭烈兀处，同蒙古军一起去征服叙利亚，旭烈兀将算端札兰丁的一个女儿赐给他为妻。鲁木算端亦咱丁则因曾与拜住厮杀过而心怀忧虑，在觐见之前，“他吩咐缝制一双漂亮的王靴，在这双靴子上画了他的面貌。在呈献礼物时，他把这双靴子交给了君王（旭烈兀）。当君王的目光落到画像上时，算端叩头说：“我期望君主的无比幸福的脚抬举奴才的头。”⑨于是他得到了旭烈兀和脱忽思哈敦的怜悯和饶恕。同时，作为征服者，旭烈兀开始着手恢复被征服地区的秩序，还命火者纳昔剌丁建造了一座天文台。
在旭烈兀进军报达时，哈列卜（今叙利亚阿勒颇）算端就向他送去礼物，表示了归顺的意图，引起了叙利亚算端纳昔儿的猜疑，于是他逃到旭烈兀处。早已有意进军叙利亚的旭烈兀更加紧了部署。在安排好新近征服地区的政治、军事事务后，旭烈兀开始向叙利亚用兵。他以怯的不花为先锋，失克秃儿、拜住为右翼，孙札黑等为左翼，仍然自率中军，于1259年九月向叙利亚进发。
旭烈兀自帖必力思出发，经阿黑忒剌、迪亚别克儿（今土耳其迪亚巴克儿），一路西进，渡过幼发拉底河，围攻哈列卜，用七天的时间攻破城门，又与城内守军激战四十昼夜，终于占领了这座城市，俘虏了许多工匠，夺得了无数战利品。在任命了政治首脑和军事长官后，他离开了那里。此后，他以招降和军事进攻的方式占领了叙利亚的大部分地区，并向大马士革进兵。算端纳昔儿弃大马士革逃往密昔儿（埃及）。为避免遭到杀戮，大马士革的“所有达官贵人们便带着各种礼物和城门钥匙去觐见至尊（旭烈兀）表示归顺，交出了城”。蒙古军未经围攻和作战便进了城。城民也得到了宽恕。算端纳昔儿发觉密昔儿算端并不是可靠的庇护者，于是又展转逃往巴勒哈，在遭到怯的不花围攻时，他出堡投降，旭烈兀答应在攻占密昔儿时，让他继续当叙利亚的长官。这时旭烈兀得到了蒙哥的死讯，他将叙利亚的事情交给怯的不花后，自己则踏上归途。
旭烈兀返回时，派遣了一个由数十人组成的庞大使团前往密昔儿，向他们传旨说：“伟大的上帝选择了成吉思汗及其家族，把地上各地区一下子赐给了我们。正如所有人都应知道的，凡是拒绝归顺的人就要连同其妻子、儿女、族人、奴隶和城市一块消灭，而关于我们的无边无际的大军的传闻……传遍四方。因此，如果你归顺我们的至尊，你就纳贡、觐见，请求（给你）派军事长官，否则就准备作战。”
纳昔儿算端忽都思召集群臣商讨对策，他手下的士兵多是从算端札兰丁的军队中溃逃出来的，他们从阿黑剌忒逃往叙利亚，当旭烈兀进军叙利亚时，他们又逃到了埃及。此时，他们照例不敢作战，而忽都思却决定抵抗，他同首要异密奔都黑答儿商量，杀死了蒙古使者，突袭了蒙古军的先头部队，将他们赶到了阿昔河岸边。怯的不花前往援助，中了密昔儿军队的埋伏，力战后为忽都思军队所俘，被杀。于是埃及王奔都黑答儿进行了反击，蒙古军退回到鲁木。叙利亚全境又为埃及所有。
这时，成吉思汗黄金家族内部矛盾激化，东部爆发了忽必烈与幼弟阿里不哥为争夺汗位而进行的战争，西部也爆发了拔都的继承人别儿哥与旭烈兀为争夺高加索地区进行的战争。
1265年八月，别儿哥以旭烈兀“毁灭了木速蛮（伊斯兰教徒）的所有城市，打倒了所有木速蛮君王家族，不分敌友，未经亲族商议就消灭了哈里发”为由，派遣那海率军三万作为先头部队向旭烈兀所在地进军，旭烈兀则以失烈门为先锋，同撒马合儿那颜、阿八台那颜等前往迎击，那海战败。1264年，忽必烈封旭烈兀为伊利汗，统治阿姆河以西诸地，伊利汗国正式形成。它的疆域东起阿姆河，西至地中海，北起高加索，南抵阿剌伯海、波斯湾和北非的部分地区。旭烈兀将都城设在帖必力思，将阿剌答黑和报达分别作为夏冬营地。他把伊拉克、呼罗珊、杩椤答而至阿姆河口的广大地区赐给了长子阿八哈，把阿儿兰、阿塞拜疆地区赐给了第三子玉疏木忒，将迪牙儿剌必至幼发拉底河地区交给了异密、速勒都思部人秃答温，把起儿漫交给了秃儿坚哈敦，任命苫思丁·马合谋·志费尼为全国撒希卜——底万（宰相兼财政大臣）的官职，赐与他权力，让他全权决定、主宰、安排和掌管国事。1265年，旭烈兀死，长子阿八哈继位。
忽必烈与阿里不哥争夺大汗继承权时，各自都声称得到了旭烈兀的支持，忽必烈抢先一步向旭烈兀和阿鲁忽处（察合台之孙）遣使，宣布“从质浑河岸到密昔儿的大门，蒙古军队和大食人地区，应由你旭烈兀掌管，要好好防守，以博取我们祖先的美名。从阿勒台的彼方直到质浑河，可让阿鲁忽防守，并掌管兀鲁思和各部落”。这一决定换取了旭烈兀对忽必烈的支持，旭烈兀也因而得到了对伊朗、伊拉克地区的统治权。忽必烈战胜阿里不哥后，将都城定在燕京，将中原汉地作为统治重点，明显削弱了对西道诸王兀鲁思的控制。因此，伊利汗国自建立之日起，就拥有实际上的独立地位。伊利汗国与元朝关系一直很密切，双方使节往来频繁，贡献、赏赐不断。它的君主由国内的宗王、大臣推举，并以得到元朝大汗的册封为合法。
第六任统治者合赞汗时，伊利汗国进入强盛时期。合赞汗死后，各地长官的叛乱和诸王的争权斗争，使汗国内战不息，陷入封建割据的混乱之中。术赤的后裔金帐汗国的月即别（1312～1342在位）不断与埃及算端纳昔儿结盟，共同进攻伊利汗国。河中的统治者帖木儿（跛帖木儿）也乘机进兵，1388年，占领波斯，伊利汗国灭亡。
