蒙哥汗在位期间旭烈兀率领的蒙古军对波斯与西亚地区的军事征讨。成吉思汗与窝阔台汗统治时期，已攻占波斯大部地区。公元1251年蒙哥即大汗位后，继续向外扩张。公元1252年，蒙哥汗命其弟旭烈兀分镇波斯，并继续西征未归附国家。原镇戍波斯的蒙古军统归旭烈兀节制，各宗王亦签发一定数量的兵士随从西征。公元1256年，旭烈兀攻灭木剌夷国。(位于今伊朗马赞德兰省)。次年冬天，围攻黑衣大食的首都报达(今伊拉克巴格达)。公元1258年，报达城破，哈里发谟思塔辛投降，被旭烈兀杀于军营，黑衣大食灭亡。公元1259年，蒙古军侵入叙利亚。次年春，旭烈兀闻知蒙哥死迅，遂带兵东返波斯，仅留部分兵力继续西征。后西征军受挫，叙利亚诸城得而复失。阿里不哥与忽必烈争夺汗位期间，旭烈兀支持忽必烈，忽必烈则把阿姆河以西地区划归旭烈兀统治，于是形成了新的宗藩国伊利汗国。