在消灭花剌子模国残余札兰丁后，蒙古军继续驻留在波斯，对波斯各地进行征服活动，虽经过20年，却没能将波斯全部征服。蒙哥大汗在1251年的库里勒台上决定，进行两大远征，一为南进，二为西征。大汗把这次西征的任务交给他的弟弟旭烈兀。旭烈兀担负着消灭仍在波斯和美索不达米亚地区残存着的两股宗教势力的任务：在马赞达兰的亦思马因派（苏莱曼Suleyman注：伊斯兰教什叶派的一支，今译为伊斯玛仪派）伊玛木们的木剌夷国和在报达（巴格达）的阿拔斯哈里发王朝。其中木剌夷国人凶狠残暴，屡劫蒙古旅商。蒙哥大汗为了维护大蒙古国的权益，扩大疆土，进行远征披斯，以图在该地建立一个统一的政权。指派给他的以后的任务是征服叙利亚：“从阿姆河两岸到密昔儿（埃及）国土尽头的广大地区内都要遵循成吉思汗的习惯和法令。对于顺从和屈服你命令的人要赐予恩惠和善待他们，对于顽抗的人要让他们遭受屈辱。” 蒙哥大汗命蒙古各系诸王从自己的军队中，各十抽其二，以近亲统率从旭烈兀西征，其中包括一千多名从内地招来使用火药武器的汉族军人。原在西域作战的各军也全部划归旭烈兀西征军之序列，如：征印度之撒里的军队；正在波斯作战之拜住的军队；在呼罗珊、马赞达兰之岱儿巴图的军队。以上三将统帅的兵力约有5万人。这样，旭烈兀西征军的总兵力有10万人。同时，蒙哥汗派幼弟雪别台去跟随旭烈兀，还派了术赤第五子昔班的第四子孛勒合（巴剌海）、术赤第七子不哇勒的次子明合答儿之长子秃塔儿、术赤之长子斡儿答的次子忽里，参加了旭烈兀远征。

1256年6月到达木剌夷境内。按蒙哥拟定的计划，旭烈兀先攻马赞达兰境内麦门底司堡和阿剌模忒（意为“鹰巢”，位于里海正南方向）堡的亦思马因派教徒，或者称为刺客派（苏莱曼Suleyman注：即阿萨辛派）。教主鲁克那丁被旭烈兀围困于麦门底司堡，怯的不花攻占木剌夷多处堡寨，给予了沉重打击。鲁克那丁在蒙古大军压境的形势下，派遣他的弟弟沙歆沙向旭烈兀求和，旭烈兀要求鲁克那丁亲自来投降，但鲁克那丁迟疑不决。11月，旭烈兀命令蒙古军队发起猛攻，鲁克那丁被迫于19日投降。旭烈兀派鲁克那丁到各处劝降，并乘势攻下亦思马因派所据各城。12月20日阿剌模忒堡投降。旭烈兀将鲁克那丁遣送蒙哥大汗处，1257年初，鲁克那丁被蒙哥大汗派人半路杀死，他的族人也都被处死，木剌夷被完全平定。这支恐怖教派曾令12世纪的塞尔柱的素丹们束手无策；曾使塞尔柱素丹国和哈里发王朝怕得发抖；曾作为一种促进因素助长了整个亚洲伊斯兰社会的腐化和分裂；现在终于被铲除了。

哈里发蔑视这一庄严的警告，拒绝交出阿拔斯朝的世俗领地，这是他的祖先们从波斯的最后一批塞尔柱人手中夺回来的。他作为穆斯林“教皇”的全世界的宗教首领反对成吉思汗后裔的这个世界帝国：“你这个没有经验的年轻人啊，才得志十日就自信已为世界之主。你还不知道从东方到马格里布，从帝王到乞丐，所有信奉安拉者，皆为我的臣仆，我可以把他们召集起来。”这是徒劳的恐吓。叙利亚和埃及的阿尤布朝素丹害怕蒙古人逼近，不敢行动，旭烈兀及其萨满教、佛教和聂思托里安教的将军们对哈里发向他们发出的穆斯林预言毫不理会。

蒙古军于1257年11月开始进攻报达。拜住的右翼军经毛夕里（摩苏尔）之路逼近，与不花帖木儿和速浑察所率部队汇合，在底格里斯河西岸从后方进攻报达，术赤系诸王孛勒合、秃塔儿、忽里率领的军队也划归拜住指挥。旭烈兀的杰出统帅--乃蛮部人怯的不花（他是聂思托里安教徒）、忽都孙率左翼军，沿卢里斯坦道向报达城进军。最后，旭烈兀的中军从哈马丹出发，经乞里芒沙杭（克尔曼沙赫）和火勒汪（霍尔湾）南下到底格里斯河畔。到1258年1月18日各路蒙军已经重新会集，旭烈兀在报达东郊扎营。哈里发的少数部队在企图阻止蒙军围城时，已于前一天被击溃（1月17日）。22日，蒙军将军拜住、不花帖木儿和速浑察移军占据底格里斯河西郊阵地，而在河的另一边旭烈兀和怯的不花逐渐向前缩小包围圈。哈里发企图与蒙古人媾和，派宰相阿勒卡米到蒙古人中，他是一位热情的什叶派教徒，可能在感情上与蒙古人有共通的地方；他还派了聂思托里安教徒马基哈去到蒙古人中。但是，为时已晚。蒙古军经过猛烈的攻击（2月5日和6日），已经占领东部的所有堡垒，被围攻的市民们除了投降外，别无选择。守城士兵们企图逃跑，但蒙古人俘虏了他们，并把他们分给各部队，全部被杀死。哈里发携族人、教长、官员等三千人于2月10日亲自向旭烈兀投降，旭烈兀要他下令全城民放下武器，走出报达城。2月13日蒙古人进报达城，违令未出城的市民遭屠杀，并放火焚城。这次洗劫持续7天，旭烈兀遂命停止，有人认为其间死者达9万人（苏莱曼Suleyman注：很多书上说死了八十万人，太夸大了）。

至于哈里发，旭烈兀强迫他交出了他的财宝和说出他所有埋藏宝物的地方，阿拔斯朝五百年的积蓄全落入蒙古人之手，旭烈兀问哈里发：“你识此物否？”哈里发道：“识为金物。”“爱否？”“爱。”“饥否？”“饥。”旭烈兀乃道：“既爱又饥，何不择金食之？”哈里发道：“此非肉，如何能食？”旭烈兀讥之：“金既不能食，何故不以金散之军队而自守，何以不将铁门溶为箭镞？否则，你将进至阿姆河，与我争渡也。”哈里发道：“是天意也。”但是，旭烈兀似乎是尊重他的身份，没有让他流血而死。而是把他和他的长子和太监共五人缝入一口袋中，在瓦加夫村附近驱马踏死（2月20日），享年46岁，阿拉伯帝国阿拔斯王朝（黑衣大食帝国）经历了503年终于灭亡。

对东方基督教徒来说，蒙古人夺取报达似乎是上天的报答。此外，在蒙古人的军队中也有许多聂思托里安（苏莱曼Suleyman注：基督教的一支，即唐代传入中国的景教，总部设在波斯）教徒，如乃蛮部人怯的不花（更不用说卡希底亚的亚美尼亚－谷儿只王哈森·布鲁希统率的谷儿只辅助军了），蒙古人在洗劫报达城时坚持赦免城内的基督教徒。刚加的亚美尼亚编年史家基拉罗斯写道：“攻占报达时，旭烈兀之妻脱古思可敦（她是一位聂思托里安教徒）为聂思托里安教派基督教徒讲话，或者另一种说法，她为基督教徒们的生命求情。旭烈兀赦免了他们，并允许他们保有财产。”事实上，正如瓦尔坦证实的那样，在攻城时，聂思托里安教的大主教马基哈命令把报达的基督教徒们集中在一个教堂内，教堂及教民皆获赦免。旭烈兀甚至还把哈里发的一座宫殿（即副掌印官的官邸）给了大主教马基哈。

刚加的亚美尼亚人基拉罗斯谈到了报达城陷时，所有的东方基督教徒欢呼胜利的情景：“自该城建立以来515年过去了，在整个霸权时期，它像吸血鬼般地吞啮着全世界。现在它归还了它所占有的一切。对它所吸的血和它所干的坏事，它已受到了惩罚，它的罪恶盈贯。穆斯林们的暴虐持续了647年。”在聂思托里安教徒，以及叙利亚的雅各派和亚美尼亚派教徒的眼中，可怕的蒙古人似乎是被压迫的基督教世界的复仇者，被看成救世主，他们来自戈壁深处，从后方攻击了伊斯兰世界，动摇了它的基础。

旭烈兀攻占报达和灭哈里发朝之后，踏上了哈马丹之路去阿哲儿拜占（阿塞拜疆），像在他之前的蒙古将军绰儿马罕和拜住一样，他的王朝驻地设在该省北部。以阿哲儿拜占境内的桃里寺（苏莱曼Suleyman注：又译帖必力思，今伊朗阿塞拜疆省的大不里士）和蔑剌合（注：今伊朗阿塞拜疆省的马腊格）两城为都，所谓都城，仍是驻扎在城镇附近的游牧宫廷。旭烈兀在乌尔米亚湖地区建起许多房屋，他最喜欢的停留地是：“蔑剌合以北一座小山上的了望台，以及阿拉塔黑的一座宫殿和忽伊的一些异教寺庙。”从报达带来的战利品存放在乌尔米亚湖中一个岛上的城堡中。阿兰和木干草原是旭烈兀及其后继者们的冬驻地，像绰儿马罕和拜住一样，他们在此牧马。夏季，旭烈兀系宗王们又北去亚拉腊山嘴的阿拉塔黑山中。

尽管有这些臣服的表示，旭烈兀还是决定从阿尤布朝手中夺取西部美索不达米亚和穆斯林的叙利亚。战争以对迪牙巴克尔的蔑牙法里勤异密国进行地区性远征而开始，该异密国属于名叫卡米勒·穆罕默德的阿尤布朝王公拥有。蒙古人怨恨卡米勒的原因之一，是他作为一位狂热的穆斯林，曾把持有蒙古人颁发的过境证入其境的雅各派基督教牧师钉死在十字架上。旭烈兀以一支蒙军分队围蔑牙法里勤，他得到由谷儿只首领哈森·布鲁希率领的谷儿只和亚美尼亚兵团的支持。在这次围攻中，一个亚美尼亚王公、卡城的塞瓦塔被杀，或者像瓦尔坦的亚美尼亚编年史所说：“他赢得了永远忠实于上帝和伊儿汗的不朽桂冠；他将分享那些为基督流血者的胜利。”应该记住成吉思汗的旗帜与十字架的这种联合：东方的基督教徒们感到，在与蒙古人一起向穆斯林的叙利亚进军中，他们正在参加一种十字军运动。

蔑牙法里勤经长期围攻后陷落，卡米勒被折磨致死。蒙古人把他身上的肉一片一片地割下来塞入他的嘴中，一直弄到他死去。又把他的头颅插在一杆矛上，由蒙古人举着它胜利地穿过穆斯林叙利亚的各大城市，从阿勒颇一直到大马士革城，队伍前面是歌手和鼓手。蔑牙法里勤异密国中的大部分穆斯林居民被杀。唯有基督教徒幸免，基督教徒的数量很多，因为该城是雅各派的古老主教区，也是亚美尼亚教派的中心。刚加的基拉罗斯记道：“这些教堂受到尊重，由圣·马鲁塔收集的数不清的遗物也同样受到尊重。”

当围攻蔑牙法里勤时，旭烈兀征服了穆斯林叙利亚。据亚美尼亚史学家海顿记述，在旭烈兀与其忠实的属臣亚美尼亚（西里西亚）国王海屯一世的一次会晤期间，蒙古人的作战计划就已经拟定了。“汗要求海屯率领在埃德萨的全部亚美尼亚军参加他的征服，因为他希望到耶路撒冷去，把圣地从穆斯林手中解放出来，归还给基督教徒。海屯听到这一消息很高兴，召集大军，前去与旭烈兀会合。”瓦尔坦告诉我们，亚美尼亚大主教还来为汗祝福。于是，由成吉思汗孙子领导的这次远征具有亚美尼亚-蒙古十字军的形式。在某些方面，它甚至具有法兰西-蒙古十字军的外貌。因为，如前文所述，亚美尼亚国王海屯在与蒙古人的关系上，所考虑的不只是为他本人，而且还是为他的女婿安条克国王、特里波利伯爵波赫蒙德六世。这一点已经由提尔的圣殿骑士在《奇普洛瓦故事集》中证实：“亚美尼亚国王海屯为其女婿波赫蒙德的利益与旭烈兀谈过话，此后，波赫蒙德在旭烈兀的心目中处于最受优惠的地位。”

蒙古大军于1259年9月从阿哲儿拜占出发向叙利亚进军，乃蛮部聂思托里安教徒怯的不花那颜率先头部队出发，由库尔德斯坦之道南下进入阿勒贾兹拉省，旭烈兀占领努赛宾（尼西比斯），接受了哈兰和埃德萨的投降，屠杀曾经反对过他的塞伊汉城居民。在攻占比雷吉克之后，旭烈兀渡过幼发拉底河，洗劫了门比杰，围攻阿勒颇。纳绥尔素丹不是在阿勒颇城内组织抵抗，而是继续留在大马士革。阿勒颇的雅各派大主教、历史学家巴赫布拉攸斯前来会见蒙古人，并向旭烈兀表示效忠。

在以后的三个星期中，怯的不花完成了对穆斯林叙利亚的征服。蒙古军进入萨马里亚，把纳不鲁斯驻军全部砍死，因为他们进行过抵抗。蒙古军未受阻地长驱直入，直达加沙。纳绥尔素丹在比勒加斯被俘，怯的不花用他去迫降阿杰伦驻军，然后把他送到旭烈兀处。在巴尼亚斯实施统治的阿尤布朝幼支，重新集结在征服者一边。

这些征服似乎永无休止，直到一件意外事情的发生才结束。蒙哥大汗于1259年8月11日在中国去世，旭烈兀兄弟忽必烈和阿里不哥之间为争开位爆发了战争（参看285页）。旭烈兀排行第四，他远离蒙古，无论如何关于选举有足够的规定，他没有被提为候选人，而他对忽必烈表示同情，他的支持，或者说他的调停也许是需要的。旭烈兀还明白，他的堂兄弟、钦察汗的别儿哥正在高加索边境上对他造成威胁，别儿哥偏爱伊斯兰教，而旭烈兀偏爱基督教，别儿哥谴责旭烈兀对报达的屠杀。由于这些原因，旭烈兀在叙利亚和巴勒斯坦留下一支占领军，由怯的不花统率，自己返回波斯。据基拉罗斯，这支占领军缩减到两万人，尽管海顿提出的数字是不会超过一万人。