公元1253年，拖雷之子旭烈兀率军第三次远征，蒙古军队进军西亚。首先消灭了木剌夷国（今伊朗境内）。
公元1257年3月，他们的目标又指向了指黑衣大食首都巴格达。当时阿巴斯王朝哈里发漠思塔辛执政，既直接统治黑衣大食，又管辖整个伊斯兰教世界，是两河流域的强国。但是仍然被蒙古军队打败。
蒙古军队在城中大掠七天，谟思塔辛被处死，阿巴斯王朝灭亡。之后继续西进，直抵大马士革，势力深入到西南亚。
由于蒙古军队被埃及军队打败，旭烈兀才被迫停止了西进，留居帖必力思，建立了伊利汗国。
从公元1217年至1258年的近半个世纪中，蒙古帝国以蒙古大汗为中心，通过三次西征，先后征服了今咸海以西里海以北的钦察、花剌子模和东起阿尔泰山西至阿姆河的西辽、畏兀儿，建立察合台汗国；鄂毕河上游以西至巴尔喀什湖的乃蛮旧地，建立窝阔台汗国；伏尔加河流域的梁赞、弗拉基米尔、莫斯科、基辅等公国，建立钦察汗国；两河流域的伊朗、阿富汗、叙利亚，建立伊利汗国；形成世界历史上前所未有的大帝国。
