一、灭亡木刺夷之役
一、怯的不花先锋军之攻击：怯的不花于宪宗二年，受命为西征军先遣部队指挥官，乃率队先行。明年此军进抵木刺夷国境；即先侵入摩希斯坦，攻下数堡，进围其要堡吉儿都苦。该堡高踞山巅，径绝攀援，矢石仰攻，皆不能及。怯的不花乃筑营两重，掘壕两道，令其将布里围困之。而自引兵攻掠左近城堡。宪宗四年吉儿都苦堡守军逆袭，布里被杀，蒙古军伤亡亦众。怯的不花闻警亟同军，仍遣别将四出攻掠。旋吉儿都苦堡病疫、木剌夷教主阿老瓦丁遣精锐百余人，备药及临、突围而入，完守如故。迄旭烈兀大军进抵波斯时，此堡仍坚守未下。然怯的不花军，先后杀伤木剌夷军在五万以上，使鲁克赖丁之实力，大为削减。
二、旭烈兀率军进迫木剌夷：元宪宗六年旭烈兀军至撒瓦，旭烈兀遣摩喀伊尔喀率兵往助怯的不花会攻摩希斯坦诸堡。二将略取秃温，屠其居民，虏其妇孺而还。至是怯的不花归还建制。旭烈兀继经徒思至沙不耳州之哈不衫。乃令其大军稍稍集结。一面听取怯的不花呈出之有关作战诸情报，一面与贝住元帅建立直接指挥体系。同时遣贝克帖木克赴末剌夷谕降。
三、鲁克赖丁洽降：木剌夷原拥有重兵，凭险据堡，未可即下。故旭烈兀在战略上取逐次消耗之方策。（按木剌夷国军兵力，虽不可考；但在宪宗三年既被残五万，故其总兵力应在十万以上）。迨至宪宗六年，鲁克赖丁鉴于敌军压境，无力自保；乃于西历6月，遣其弟沙歆沙，造蒙古军门洽降，旭烈兀因致书于鲁克辍丁云：只须履行二项条件，则汝父虐待蒙古人之罪可有：一为尽毁所有堡垒，一为阁下亲来纳降。鲁克赖丁乃堕其数堡……并将部份要塞削平。旭烈兀亦命只住帐前统将牙撒兀儿，退出木刺夷边境。（按公元1256年6月，牙撒兀儿驻军哈马丹城，会遣其子偕沙歆沙往旭烈兀军中洽降。然数日后，牙撒兀儿以一军进攻阿剌模特，猛攻不下。故此军以在可疾云附近为是）。但鲁克赖丁对出谒一事，则请宽限一年。
9月，旭烈兀军于此斯塔姆，再对鲁克赖丁，谕以恩威，命其来见。鲁克赖丁仍以宽限为请……并求除保有阿剌模特，兰巴撒耳、剌勒三堡外，其他诸堡一律献出，并谓已命吉儿都苦堡及库希斯坦守将，赴营纳款。盖鲁克赖丁以为冬寒将至：蒙古军将不能冒寒在山国作战：故作此口头退让，以冀延宕时间。
四、旭烈兀进军逼降：旭烈兀鉴于鲁克赖丁缺乏诚意，且洞悉其情，旨在缓兵，乃一面进军，一面促其来见。并谕如因事不能遽来，可缓数日，先以子来。鲁克赖丁闻讯，颇为狼狈，佯谓将遣子来谒，并佥军三百以从；又求国内不受兵侵，允将堡垒尽毁。乃遣其庶弟，冒为己子，偕大臣数人，于10月26日至蒙古军。旭烈兀知其诈，抚慰而遣之归。鲁克赖丁遣其弟沙歆沙愈军三百复来见。旭烈兀命沙歆沙归谕其兄，即堕其麦门底斯要塞……并亲自来见，将厚待之。否则未来之事，只有上帝知之。然鲁克赖丁仍托词不敢出见。
五、对饔门庭司堡之攻击部署：旭烈兀鉴于鲁克赖丁之不愿输诫，乃决心以武力解决。当时西征军对鲁德八儿区，亦已完成包围态势，其攻击部署之大要如下：
1.北军：以不花帖木耳，库喀伊而喀将之，已集结于右翼马三德兰方面，待命沿海岸向西攻击前进。
2.南军：以捏克答而斡兀勒，怯的不花将之，已集结于左翼，待命向西模娘以北进击。
（按此军为察合台系所衾之军）。
3.旭烈兀自将中军万人，已进追于秃马温，待机前进。
（按以上三军为主力，预备由东方面进攻。）
4.支队：命巴刺寒、秃塔儿两王，率术赤系从征诸军，待命向阿剌模恃进出，以策宪主力军之作战。
各军之攻击目标，同为麦门底司堡。
旭烈兀部署诸军既定，乃命诸军攻击前进，同时为配合大军作战，征发所有牲畜，转运粮食。将鲁克赖丁所佥之军三百人，密屠之。
六、攻麦门底司墟及鲁克赖丁之降：11月9日旭烈兀进抵麦门底司堡，一面命诸军就开进配置，一面亲率诸将侦察地形。当时适值冬寒，马秣不足，粮储亦少。乃召集诸宗王将帅会议；归纳之有二种意见：
1.“待来春日暖，粮足，再为进攻”。此为多数宗王及将帅之意见。
2.“敌意在缓兵，冬寒缺食不足虑，应立时进攻”。此为不花帖木耳之意见。
旭烈兀则采取后者。于是命诸军就攻击准备位置。旭烈兀仍遣使至麦门底司堡，召鲁克赖丁出降，告曰：“王已亲至，设其出降，仍宽有如前，限期5日，期满进攻”。堡人答：“教主不在堡中，无命不能出降”。
旭烈兀大军就近采伐树木，以造投石机，架于麦门践司堡四周山头。旭烈兀自设总指挥部于附近最高山峰之上……攻击准备既毕。乃下令攻击：堡内守军亦发弩以御。明日再攻，鲁克赖丁遣使出城来见旭烈兀曰：“兹请停战，鲁克赖丁将于当日或次日出见”。及至次日，鲁克赖丁又约次日出阵，时至又食言。于是堡之四周，攻击再起；守者亦投岩石以拒。至夜始止。（新元史卷百八，旭烈兀传）
鲁克赖丁原冀冬季雨雪，所予蒙古军以极大之困难，不意此时天气温和，且延宕计穷，终乃决定出降。
11月18日，先命其子偕大臣数人赴蒙古军营。十9日自率诸大臣及著名天文家纳速刺丁……名医谟瓦非法的来，与来速迪来诸科学家出降。既见旭烈兀，鲁克赖丁献其宝藏，旭烈兀以之发散诸将。次日麦门底司堡军民皆退出，蒙古军入堡，时公元1256年11月20日也。
七、木剌夷睹墟悉降及其屠城：鲁克赖丁既以娈门司庙堡献降，旭烈兀待之甚厚，鲁克赖丁遣人偕蒙古使者，谕下四十余堡，毁之。仅阿剌模特堡拒守不从，旭烈兀乃亲至阿剌模特，遣鲁克赖丁至城下谕降，堡将仍不听命……及蒙古军围攻，堡人乃允于三日内退出。第四日蒙古军偕波斯民团入堡抄掠焚毁。于此城中蒙古曾获得著名之可兰经本、天文仪器，及其他有价值之著作等图书。并将关系此教派教义之抄本焚毁。
阿剌模特降后数日，摩希斯坦长官亦来降；旭烈兀命官守原战，偕同鲁克赖丁使者还库希斯坦，谕下诸堡。堕堡凡五十余。
公元1257年（宪宗七年）1月5日，旭烈兀自还可疾云统帅部，仅留少数部队，肃清残敌，其余诸军，宴乐休息。未几旭烈兀移节哈马丹，复遣人谕叙利亚之屡于亦思马因人之诸堡守将，速以堡献降。迄于是时，旭烈兀待鲁克赖丁甚厚，盖方利用其谕降诸堡，以节省兵力，否则必须多年争战，且疲惫波斯之人力物力。及木刺夷已定，意欲除之，然既已阴许其不死，拒可公然毁约？适鲁克赖丁自请入朝蒙古皇帝，乃遣校随之入观。后鲁克赖丁竟死于途中。
当鲁克赖丁入朝后，旭烈兀乃下令杀先此分隶诸营中之亦思马因人；虽在襁褓中者亦不免。其未从军者，复以仓发民兵为名，聚各地境内之亦思马因人而悉屠之。
自是以后，木刺夷人之幸存者，遂如犹太人分散于各国。然受此类刺客之威胁者，至是遂安。二、灭亡报达之战旭烈兀于灭木刺夷后，将大军集结于哈马丹附近，从事整补。贝住元帅于宪宗六年春，率所部来听命。于是乃进而谋征伐报达。
战前信使往还：公元1257年（宪宗七年）9月21日，旭烈兀鉴于大军休整已毕，乃遣使致书报达敌主曰：“吾人讨伐木剌夷，征汝兵从征，而汝不以兵至，其实惠以兵助，始能表示汝为余之盟国，乃以藉词，终不发兵。汝朝立国，虽远而著名，国势虽强，然汝应知之，日入之后，月始有光。蒙古军队自成吉思汗时代以来，秉承天命，花刺子模，塞尔拉克诺朝，以及其他诸强大君主，莫不被泽。此类国君皆会居住报达，而报达皆未闭门不纳，以我之强，缘何见拒？吾人前此业已有所劝谕，今再向汝进言，应避免战争，勿以拳触锥上，勿视太阳为灯火。否则必贻后悔。然已往者皆不可咎；设汝堕巴格达之城而平其壕，使汝子治国事，亲来纳降，抑不欲亲来，则遣丞相苏黎曼沙及掌印官三人来，俾其能确实转达吾人口谕。汝若能从，则可保汝之土地人民军队，然若不从，如愿战斗，则集汝军，指定战地，吾人已严阵以待也。但汝应知，吾人一怒之下，进兵报达，汝虽藏伏天空地腹，亦不能逃。如汝欲保全汝身汝朝，须敬聆吾等之言，否则吾人将见天意之所属也。”（上下引见多桑蒙古史四卷五章）
报达教主木思塔辛得书，毅然拒绝。乃作书覆旭烈兀曰：“青年人得志甫10日，汝便自信为世界之主，以为汝之命令如同可命裁判之不可抗拒，殊不知汝所求者皆汝之所不能得。具见汝不知自西往东凡崇奉上帝信仰正教者，皆为余之臣仆，设余意有所欲，只须以古民之遗众，余将为伊兰之主，进兵突阙恢复原状，特此皋将足以变更世界之面目。故余之不欲战，而欲避免人类之灾，且不欲以余之用兵而使余之臣民遭受涂炭。余诚为蒙古可汗及旭烈兀王之友，设汝如余之散布友好种子，则余之城池于汝固无碍焉！愿汝遵守和平之途而还呼拉商。”遣使奉书诣蒙古军营。而蒙古使者于归途中，为巴格达城外民众所诅咒。旭烈兀闻其使者受辱，甚怒。及见木思塔辛覆书，更怒。乃遣其来使归，而告之曰：“汝主既不降附，往告其备战可也。”
二、木思塔辛议战并作书慑吓旭烈兀：木思塔辛既见旭烈兀迫其宣战，乃集重臣，议退敌之策；会议间，意见纷歧，和战参半，而木思塔辛亦莫能执一。初主和，续又主战。而其结论，亦甚空洞而不切实际，云：“蒙古人不过以虚声夺人，必不敢以兵至。设其敢于攻击君临上邦之黑衣大食朝，是无异自速其亡。”大将军苏黎曼沙，独不以为然，尝对众曰：“教主若再不自强，吾人无论贫富贵贱，将同遭诛戳。不如乘此未受敌之前，征调一军往袭敌军，或不胜，死亦有名”。木思塔辛闻其言，胆为之一壮。乃命相征军，以付苏黎曼沙统率。然其相木矛代丁谟罕默德伊宾阿勒迦密坚欲主和，且因事素怨其敌主，故命征兵使者，迁延其事。（按西洋史家谓阿勒迦密已通于旭烈兀，且曾劝旭烈兀进攻报达。）逾5月兵始集。巴格达城内集军七万，其他各地为数亦众，皆统于大将军苏黎曼沙，但因为时过迟，袭击计划遂不果行。且木思塔辛吝啬，债欠军队薪饷，由是士气低沉，缺乏斗志。当报达征兵备战之际，木思塔辛复作恫吓信致旭烈兀，期以此退敌。其书曰：“从来攻黑衣大食都城之各国君主，无论其国势如何之强，终必得不幸之结果。本朝根基甚固，应延存至于世界末日，此事汝或不之知，汝可询熟习此国之历史者，彼等必告汝。古时曾率大军进攻报达，未抵此城而身先死；其弟，亦欲进攻，然为朝之捕送巴格达。虽自埃及侵入巴格达，拘守哈里发，然逾二年即为塞尔拉克朝所击杀。别一塞尔擦克朝之谟罕默德国王，曾进兵报达而败还，死于退军之际。最后花刺子模沙阿剌哀丁谟罕默德在进兵报达途中，其一部份军队，死于风霾，终因天怒而退走。设汝亦欲进攻报达，殆难逃此同样不幸之命运。”旭烈兀对此怪书并未置理，但报达备战之事，却使旭烈兀之军事行动更为积极。（多桑蒙古史四卷五章）
三、旭烈兀准备攻击：旭烈兀既知巴格达城防守力甚强，乃增调西域军队，以备进攻此城。其攻击准备中之第一要务，既为须将伊拉克伊朗间之山地，先行略取，以打开哈马丹通巴格达之大道。此道经行高山，山顶终年积雪……山中有打儿坦克堡形势险要，亦伊拉克阿拉伯之门户也。乃先遣怯的不花以骑兵一队往袭取之……
四，旭烈兀进覃报逮：初蒙哥皇帝命星者胡撒木丁从行于西征军，使卜进兵结营吉凶之事；至是旭烈兀以进攻报达之事询之。胡撒木丁答曰：观星象不宜攻取，前此进兵报达之人，皆失其位而忘其身。
设王不信余言，必欲进兵，则将见灾难之至：（一）战马皆死而军中有疫。（二）日不出。（三）雨不降。（四）风霾地震扰乱全球。（五）年岁必荒。（六）同年皇帝死。旭烈兀命其笔锋之，设在一定期间内预言不应，则将其处死。（按此后在公元1262年1月23日胡撒木丁伏诛。）而佛教博士及诸蒙古统将皆主张进兵，旭烈兀从之。（新元史，卷二百五十六，外国传报达）（多桑蒙古史，四卷五章）
旭烈兀决策既定、途令诸军并进：其军队区分如下：
1.右翼军：命贝住元帅率其部在毛夕里渡底格里斯河，自报达西北进攻，在巴格达城西附近，与不花帖木耳，速浑察所统之军合。是为右翼军。复以巴剌寒、秃塔儿、忽里诸宗王将所率之军以从。指挥官为贝住元帅。（按此军兵力应在五万人左右）。
2.左翼军：命怯的不花，忽都孙统左翼军。自报达东南罗耳之地进攻。
3.中央军：旭烈兀自将中军，从开尔曼沙、火勒完一道进攻。统将库喀伊而喀、乌鲁克圃（Ouroudoc）阿儿浑、哈剌海，蓝波斯之诸王贵人官吏皆从，诸藩国亦多遣王子等率军前来助战……
旭烈兀留其家属辎重于哈马丹附近，使哈察克守之。
旭烈兀部署既定，于公元1257年11月间，命令三军，同时向巴格达城前进。
五、蒙古军进迫巴格达城：旭烈兀统中央军，自哈马丹出发，首残破开尔曼沙，一面搜集情报，一面召集右翼军诸宗王及贝住元帅，协定攻击实施计划。
12月18日，旭烈兀率军进至火勒完，将纵队稍事集结。此时怯的不花已占有罗耳之地大部份；而右翼军，已在塔克利特附近之底格里斯河渡河。该地居民都避兵进入巴格达城，情形恐怖纷乱。
六、报达军逆袭：当蒙古军在外线，由三方面向巴格达城作向心运动时，报达教主遣副掌印官艾伯格偕统将费度丁……率军万二千人，驻守体格里斯河东之火勒完道上。该军侦知蒙古兵已出现于河西，乃渡水，攻击贝住元帅之前锋速浑察军于安八儿，时公元1258年1月16日也。辽潭察乃率军退至小体格里斯河附近与其大军会合。费度丁老于军事。不欲轻追：艾伯格则欲乘其无援时袭之，促费度丁进击。比追至朵者勒附近，蒙古军亦闻。遂交战。战至晚，胜负未决。两军相持澈夜，蒙古军乘夜决堤，致报达军营后方之平原，尽为水淹没。次日蒙古军进攻，报达军尽覆；费度丁亦战死。仅艾伯格只身遁回巴格达城。
七、巴格达之合围：木思塔辛见艾伯格惨败逃跑，乃亟命修缮城墙戍楼，沿街布置障碍，并征集全城居民参与国都之保卫。然蒙古军贝住之前锋统将三人已进占巴格达城河西之附郭。怯的不花军已进抵撤儿撤儿，旭烈兀在1月18日已将中央军集结在城东。
蒙古军既合围，乃在河之两岸筑垒，垒外掘壕向城，一昼夜工业，并取砖筑座，置炮机，炮石、大油瓶于其上，以备攻击。此时各军之攻击准备位置，概如下述：
1.旭烈兀营于阿只迷门外。
2.库喀伊而喀营于克勒瓦的门外。
3.忽里，巴刺寒，秃塔儿，失烈门、乌鲁克图等营于苏克算端门外。
4.不花帖木耳营于南面。
5.贝住、速浑察营于西面。
1月30日，旭烈兀下令诸军同时进攻，阿只迷门之戍楼最低，一部为礮石所毁。
八、木思塔辛洽降：阿只迷门上戍楼，既部份毁于礮石，木思塔辛知事已急：乃遣其丞相借幸臣及大主教等，齐赔物使蒙古营，谒：“今谨使丞相至，乞如前约。”旭烈兀答曰：“此我在哈马丹时提出之条件，现巳报达都门……除丞相外，应遣大将军偕掌印官惧来。”
次日，丞相偕内政部长官及居民代表至蒙古军营。旭烈兀拒而不见。
九、木思塔辛出降：旭烈兀命令诸军继续攻城，2月1日卜阿只迷门上戍楼，全被击毁：诸军进攻，夜以继日，情形至为激烈。旦以矢转害射入城中，对法官、律士、司教，阿里族人，皆许以不死。（按丞相阿勒迦密为阿里派之热烈信徒，故旭烈兀以此害离板之。）巴格达城郊缺石，乃伐椰树以代礮石。2月5日，中央军在阿只迷门附近登城；而术赤诸孙亦于是夜攻占苏克算端门；于是蒙古军尽据城之东壁。旭烈兀为防城中人逸出，乃在城上筑土垒，设礮机、在体格里斯河上，列兵船巡逻于巴格达城之上下流。报达掌印官曾企图从水上逃逸，结果舟人尽被击毙；不得已，仍退还城内。至是木思塔辛见倩势危殆，不能不降，然仍图拖延。屡遣吏及其子出城纳款求免，但均为旭烈兀所拒。
2月7日，旭烈兀命：“苏黎曼沙偕掌印官，二人出见。木思塔辛来否听之。”二人不得已乃去，又遣其还，挈其所属诸官并出。会旭烈兀帐下有名欣都者，为流矢伤目，旭烈兀乃命亟攻下其兹。
2月八日，杀副掌印官艾伯格，并大将军苏黎曼沙及其家属七百人悉杀之。攻城愈急。
2月10日，木思塔辛，知事已不济，遂挈其三子：奥都故合门、阿合马，木八刺，及阿里族人、教长、法官，贵人等三千人出降。旭烈兀礼接之，致寒暄后，命其传谕城中诸民出城，俾籍其人数。
2月13日，蒙古军入城，开始杀掠，焚庐舍。惟基督教徒及外国人得免。
十、黑衣大食王朝灭亡：2月15日，旭烈兀入城，大宴诺将于巴格达宫中，召木思塔辛至。语曰：“君为主人，我为客，将何以享我？”木思塔辛惟战傈，不复识其宝藏之锁钥，乃破锁出衣二千袭，金底纳（按底纳币名）
一万，暨宝石无数以献。旭烈兀曰：“此为可见之宝货，不难觅取之，只可犒吾从者。应出尔伏藏之物。”木思塔辛指示宫庭一处，命人掘之，见一池，满藏金银，每锭各重一百两，宫厨之内金银食器无数，蒙古军视之如铜锡焉。
旭烈兀旋命人籍其后宫，得宫嫔女奴七百人，宦者千名，木思塔辛求将此种未见日光之妇女什之。旭烈兀许留百名，木思塔辛乃选其亲属，而挈之去。
旭烈兀至夜还营，命速潭察徙木思塔辛宝藏于城外，于是黑衣大食五百年之蓄积，遂陈列于旭烈兀营帐之四周焉。当木思塔辛献其宝藏以后，旭烈兀命以盘满盛黄金，置于木思塔辛前，命之食。木思塔辛曰：“金不可食。”旭烈兀曰：“何故不以金散给尔军，乃自守之？何以不将此铁门，镕为节镞？若然，汝将可进至阿母河。与我争渡矣！”木思塔辛曰：“是天意也。”旭烈兀曰：“今日之事，亦天意也！”
巴格达城中之烧杀，延续凡7日，回教堂多毁于火，居民遣代表三人乞免；旭烈兀以城既属己，乃命人止杀。
计死者八十万人。
2月20日。旭烈兀遣将平未靖之地，并命人召木思塔辛。木思塔辛知不免，欲求救于其相阿勒迦密。阿勒迦密答曰：“余髯长，安能为力？”缘当初阿勒迦密劝木思塔辛主和时，副掌印官艾伯格曾力阻之，并讥其髯长见短。木思塔辛未用其意。至此，木思塔辛知事已无望，乃决就死。请先沐浴，于是旭烈兀置木思塔辛及其长子并宦者五人于囊中，驱马践之，至死而止。盖蒙古人杀君主亲王不使见血也。越日，杀木思塔辛随从诸人。22日，杀木思塔辛之次子，及黑衣大食朝之诸宗室，惟木思塔辛之幼子获免，后娶蒙古女，生二子焉。黑衣大食王朝，计传三十七代，五百零三年，至此灭亡。
三、继续西征及回军
报达既灭，蒙古兵又西行千里，进至天方（即阿拉伯），又攻下一百八十五座城池，降巴尔苏丹。旭烈兀再进兵至纹利亚时为元宪宗九年（公元1259），分军三路进攻其都城大马土革不曾攻下，乃折而北走小亚细亚，又击败巴尔干诸国之联军。旭烈兀复命郭侃渡海，陷富浪国，地中海诸国，为之震动。东罗马朝廷与西欧之耶稣教国家，纷纷遣便与旭烈兀连络，欲与联盟，共讨回教国家。旭烈兀所率大军，进至亚细西南端之地时，犹欲进攻埃及。正在此时，突然得到蒙哥大汗（宪宗）去世消息，乃命怯的不花镇守叙利亚，自行撤兵东归，时为宪宗九年冬也。