五年九月，旭烈兀大軍進抵撒麻耳乾(今烏茲別克之撒馬爾罕)，休整40天之後。

繼續西進抵鐵門關(今烏茲別克斯坦南部傑爾賓特西)，又在此地留居一個月。

六年春，旭烈兀率領大軍，渡過阿姆河，開始向木剌夷地區(今伊朗北部)進迫。

木剌夷國的軍隊總兵力有10萬余人。

在庫希斯坦(今阿富汗西北部和伊朗東北部)境內有六七萬人。

在魯德八兒區(今伊朗北部、裡海西南魯德巴爾一帶)守兵有五六萬人。

在旭烈兀西征軍怯的不花率前鋒，進入木刺夷境內時，首先攻下庫希斯坦的幾個城堡，而後圍困其要堡古兒都苦。

在此期間，怯的不花部先後消滅木刺夷軍5萬余人，削弱了魯克賴丁的實力。

至魯克賴丁嗣位之時，旭烈兀西征大軍，已通過撒麻耳乾，向其國境迫近。

後旭烈兀率領西征軍進駐水乾城，命拜住帶領軍隊移居小亞細亞。

同時命亞美尼亞和格魯吉亞的公爵們，領軍參加遠征。

而後，旭烈兀大軍進至撒瓦，派庫喀伊爾喀率部，支援怯的不花，合攻庫希斯坦諸堡。

兩位將軍攻克禿溫(今伊朗東部呼羅珊省費爾道斯)後，與旭烈兀大軍會合。

旭烈兀繼續經過徒思(今伊朗東北部馬什哈德)，抵達尼沙不耳州哈不衫(今伊朗東北部薩布澤瓦爾)。

派貝克帖木克赴木刺夷諭降。

木剌夷擁有重兵，憑險據守，未可即下，旭烈兀遂取逐步消耗之策略。

六年六月，魯克賴丁見旭烈兀大軍步步壓境，感到無力自保。

故派其弟沙歆沙，去旭烈兀統帥部請投降。

旭烈兀致書魯克賴丁:若魯克賴丁毀其數堡，親自來營謁見，可保其國不受損害。

魯克賴丁接到旭烈兀信之後，墮其數堡，並把部分要塞削平。

旭烈兀亦命拜住帳前將軍牙撤兀兒，退出木剌夷邊境。

但是，魯克賴丁對出謁一事，則請寬限一年。

九月，旭烈兀於比斯塔姆，再對魯克賴丁諭以恩威，命其來見。

魯克賴丁仍以寬限為請，並求除保有阿剌模特(今伊朗西北部吉蘭首府拉什特)。

蘭巴撒耳(今伊朗北部裡西南的蘭加魯德附近)、刺勒三堡外，其它諸堡一律獻出。

並謂已命吉兒都苦堡和庫希斯坦守將，赴營納款。

魯克賴丁以為冬寒將臨，旭烈兀大軍不可能冒寒在山國作戰，故作口頭退讓，以拖延時間，等待良機。

旭烈兀認為魯克賴丁沒有投降誠意，決心以武力解決。

他把全軍分為三路，向木刺夷國都堡，麥門底司堡(今伊朗北部，厄爾布爾土山中)進攻。

經激戰，魯克賴丁軍不支，被迫於十一月十九日出降。

十二月，旭烈兀率領大軍進入蘭麻撒耳附近。

命令塔亦兒不花軍和波斯軍一起，圍攻蘭麻撤耳堡。

塔亦兒不花軍和波斯軍奮戰數十天，才將蘭麻撤耳攻克，於七年元月初二班師。

至此，木剌夷國全部被旭烈兀佔領。

七年九月二十一日，旭烈兀率軍向報達(今伊拉克)進攻。

報達國教主木思塔辛宣戰，立即召集重臣，研究抵擊方略，決計組織7萬軍隊迎戰。

旭烈兀首先派怯的不花率領騎兵，進入木刺夷和報達之間的山地，打開從哈馬丹通往巴格達通道。

接著，分三路進攻報達;右軍，由拜住率領。

從毛夕裡(在今伊拉克北部邊境)渡底格裡斯河，向報達西北進攻。

左軍，由怯的不花、忽都孫率領，

向報達東南羅耳之地進攻。中軍，由旭烈兀親自率領，向開爾曼沙(今伊朗赫塔蘭，原克爾曼長)。

火勒完(今巴格達之東北)一道進攻。

十一月間，三軍同時向報達國首都巴格達城前進。

旭烈兀中軍首先攻破開爾曼沙，於十二月十八日，進至火勒完。

同時，怯的不花率左軍佔領了羅耳之地大部。

拜住率右軍在塔克利特(今伊拉克巴格達西北薩拉赫丁省提克裡特)，附近渡過了底格裡斯河。

與報達將領費度丁所部1.2萬余相遇。

拜住乘夜決堤，用水淹沒報達軍營後方之平原，後向費度丁軍發起進攻，全殲費度丁軍。

木思塔辛見費度丁軍敗，立即下令修繕巴格達城牆戍樓，沿街布置障礙。

此時，拜住右軍已進佔巴格達城河西之附郭，怯的不花左軍已進抵撤兒撤兒。

旭烈兀中軍於八年正月十八日，已集結於巴格達城東。

對報達首都巴格達構成合圍之勢， 三十日諸軍同時開始進攻。

二月初十，木思塔辛知道敗局已無法挽救，故帶領其3個兒子和官員、貴人3000余，走出巴格達城，向旭烈兀投降。

十三日，旭烈兀大軍進入巴格達城，木思塔辛這個末代哈裡發被馬踏死，報達國至此滅亡。

旭烈兀佔領報達後，繼續向西進攻。

西行千裡，進至阿拉伯，又攻下百余城池，降服巴爾蘇丹。

九年九月，旭烈兀軍進至敘利亞。

敘利亞軍約有10多萬人，旭烈兀軍分為三路，開始進攻。

進至額弗刺特河(今幼發拉底河)時，敘利亞王納昔兒大震，立即召集諸大臣和將領議戰策。

因意見分歧，致軍心渙散，亂作一團。

納昔兒王派人赴開羅，求救於埃及王。

埃及內亂，無暇援助，這時，旭烈兀已攻下額弗刺特河畔的畢萊特。

接著，強攻在額弗剌特河岸上的9個堡壘，繼向阿勒頗城挺進。

元世祖中統元年(1260年)正月二十四日，開始攻阿勒頗城。

經過7天的連續進攻，攻克阿勒頗城。

漢地的各種火藥武器在諸次戰鬥中發揮了很大的威力。

旭烈兀軍從阿勒頗城逼進敘利亞首都大馬士革。

納昔兒王得悉阿勒頗城失守後，離開大馬士革逃走。

大馬士革城民迎接旭烈兀軍。

三月初一，怯的不花率領部抵達，宣布安民教令，不許侵害生命財產。

三月二十一日夜，怯的不花軍圍攻大馬士革子城，經過激戰，至四月初六子城守軍投降。