蒙古国内传来窝阔台的死讯拔都遂率大军东归。
1252年蒙古宪宗蒙哥决意西征。西征军由蒙哥之弟旭烈兀统率于。年进入波斯境内平灭亦思马因教派在波斯建立的木剌夷国。1257年蒙古西征军兵指巴格达准备征服阿拉伯帝国阿拔斯王朝。旭烈兀遣使命阿拔斯王朝末代哈里穆斯塔辛投降遭到拒绝遂兵分三路于1258年进抵巴格达城郊。蒙军从巴格达四面起猛攻用炮火轰击城墙攻占巴格达城。哈里穆斯塔辛率领教长、法官等出城投降。
旭烈兀下令将穆斯塔辛及其长子处死蒙古军入城肆意杀掠纵火烧城居民死者数十万。次年旭烈兀统军西征叙利亚叙利亚诸城大多不战而降国王纳昔儿从大马士革逃向埃及后被蒙古军捕获。
126o年蒙古军占领大马士革城。此时旭烈兀得知蒙哥征伐南宋时战死合川钓鱼城下遂决定班师争夺汗位命大将怯的不花率二万蒙古军继续攻打叙利亚各地。同年蒙古遣使至开罗令埃及投降遭埃及国王拒绝。埃及军队与蒙古军在大马士革之南交战蒙古军大败怯的不花战死埃及军乘势占领大马士革将叙利亚全境变为埃及的辖地。埃及军的这次胜利遏止了蒙古军向埃及和非洲的扩张。