巴格達之戰
1257年，旭烈兀和他麾下大將郭侃率領的軍隊抵達巴格達。旭烈兀向巴格達的哈里發穆斯臺綏木勸降，遭到拒絕。阿拉伯人警告蒙古人說如果他們攻擊哈里發就將受到真主的懲罰。於是蒙古軍隊開始攻城。
1258年2月10日，巴格達開城投降。蒙古軍隊展開了長達一個星期的屠城，數十萬居民在屠殺中喪生，哈里發穆斯臺綏木被縱馬踏死，阿拉伯文化歷史名城巴格達遭受浩劫。這次屠城被認爲是伊斯蘭曆史中最具破壞性的事件之一。
攻敘利亞之戰
元憲宗九年(1259年)九月，元軍大將旭烈兀在滅亡波斯木剌夷國和黑衣大食國之後，率軍10餘萬進攻敘利亞。旭烈兀軍分三路進攻敘利亞：怯的不花爲前鋒;拜住爲右翼;孫扎克爲左翼;旭烈兀爲中軍。
於九月十二日，旭烈兀軍從阿里刺忒前進，越過哈喀兒山，全殲曲兒忒的軍隊，進入底牙兒別克兒，攻取哲吉萊特城。同時，旭烈兀命其子亦失木忒等，進攻牙發斤城。
旭烈兀大軍進入額弗刺特河時，敘利亞大震。納昔兒王在額弗剌特河流域部署五六萬軍隊防守，並結營於大馬士革城北不遠的伯兒哲。納昔兒王得知旭烈兀軍已至哈朗，急聚將相議事，因意見不一，將相失和，納昔兒王幾乎被殺。主戰將領貝巴兒思投奔埃及。此時，軍心渙散。因而，納昔兒王決定：遣其妃(魯木算端凱庫拔之女)和其子帶其寶藏，同諸將之妻子赴埃及。這樣，敘利亞的民心、軍心、更加惶恐不安，亂作一團。
納昔兒王派怯馬魯丁烏馬兒赴開羅，求救於埃及王。但是，埃及國家內亂，國無君長，無法援助。旭烈兀攻克額弗剌特河畔的華萊特(今土耳其之比雷季克)後，又乘勢攻克馬布格城。旋即，旭烈兀大軍又連克額弗刺特河岸上的奈札姆、札八兒、哈魯尼忽思、剌失等堡，完全掃平敘軍的弗剌特河防線。
旭烈兀突破額弗剌特河防線後，向敘利亞北部重要城市阿勒頗進軍，對敘利亞國實施大迂迴作戰。阿勒頗城由10萬軍隊把守。阿勒頗城的戍兵同義兵，出城防禦，見蒙古兵衆多旋退回。翌日，旭烈兀軍到達城外。守將木阿匝木突蘭沙王見蒙古軍來勢兇猛，下令禁止出戰。一部分戍兵同居民不聽號令，出屯於班忽撤山(在今阿勒頗東北)，向旭烈兀發起攻擊，被旭烈兀擊敗。接着，蒙古軍乘勢進攻班忽撤山。班忽撤山屯軍和義兵敗退奔還，死傷甚重。
旭烈兀進攻阿勒頗北方之阿匝思城(今敘利亞之阿札茲)。阿匝思城在蒙軍壓力下投降。旭烈兀來到阿勒頗城附近之後，派阿兒哲魯木王前往諭降，木阿匝木王拒降。阿勒頗城，城壁堅固，兵械亦足。旭烈兀軍先沿城掘壕，寬4肱，深5尺，壁高5肱。這一工程，一夜完成。爾後，旭烈兀軍從元世祖中統元年(1260年)一月二十四日開始攻城。經7天激戰，攻克阿勒頗城。俘虜10萬餘人。木阿匝木王也在其中。爾後，旭烈兀率軍從阿勒頗城，進逼大馬士革。
在攻破敘利亞國阿勒頗城後，旭烈兀乘勢以大騎兵集團快速南下進攻敘利亞國都城大馬士革。敘利亞納昔兒王得知阿勒頗城失守後，急忙外逃。旭烈兀率軍10餘萬攻克納木魯思城後，直趨大馬士革。
自納昔兒離開大馬士革後，城內更加慌亂，異密宰奴丁蘇黎曼，即以宰奴哈菲齊之名召集諸紳士長開會，決定把城獻給旭烈兀，以免流血。旭烈兀賜予錦袍，並命其爲敘利亞的大斷事官。當時，防守大馬士革城有兩三萬軍隊尚未降服。
三月二十一日夜，怯的不花的部隊開始圍攻，並以炮進行猛烈轟擊。至四月六日，以城降。怯的不花的部隊進入城區後，毀其戍樓過半，並將其一切戰具全部銷燬。至此，歷時兩個月的大馬士革之戰，勝利結束。從此，旭烈兀亦全部佔領敘利亞。
此次大戰，統治敘利亞多年的艾育伯王朝滅亡，伊爾汗國統治着從元朝(東亞)到阿拉伯帝國(西亞)，從印度到地中海的重要商道。
阿音札魯特戰役
旭烈兀原先計劃接下來將揮師經巴勒斯坦直撲開羅，進攻馬木留克王朝。但就在此時，一個突發事件改變了阿拉伯世界的命運。
旭烈兀獲悉蒙哥汗已於1259年年底在中國死亡，諸兄弟陷入了汗位的爭奪，決定率主力東歸，只留下怯的不花率領不足萬人的騎兵部隊留守敘利亞。
1260年9月3日，怯的不花的蒙古軍與拜巴爾一世的馬木留克軍在加利利交戰，這場戰役最終以埃及軍隊全勝而告終，這也宣告了蒙古帝國向西方的擴張的終結。
