当札兰丁兵败势衰之际,绰儿马浑的军队也渡过了阿姆河。绰儿马浑得旨出征后,首先到达呼罗珊,对反叛势力进行镇压,但是他没能平息这一地区的叛乱,遂将呼罗珊地区的事务交给术赤的家臣成帖木儿,自己则率军进至剌夷,前去追击札兰丁。
为了抵御蒙古军的征讨,札兰丁向昔日的对手鲁木、叙利亚的算端和哈里发以及各地长官派遣急使,要求联合对抗绰儿马浑,但没有得到后者的积极响应。1230年冬绰儿马浑抵阿哲儿拜占,札兰丁被迫逃窜,1231年在土耳其东部的山中被曲儿忒(库尔德)农夫杀死。
元成宗绰儿马浑驻营于木甘草原和阿兰一带,不时遣兵攻掠阿哲儿拜占、谷儿只、土耳其东部和伊拉克北部地区,1233年,降服了帖必力恩,1236年进至谷中,梯弗利思(第比利斯)也归附了他。1239年,蒙古军进军高加索南部山区,进入阿美尼亚和鲁木。1240年,阿美尼亚王入朝大汗,窝阔台命其仍治理故地。1241年绰儿马浑死,副统帅别速惕部人拜住那颜接替了他的职务。拜住继续向鲁木、叙利亚、伊拉克等地区用兵。
当绰儿马浑到达波斯时,成帖木儿按照大汗的要求,向他提供了军队,绰儿马浑命他平定呼罗珊地区的叛乱糊留镇该地。成帖木儿采取招抚和征伐的办法平定了呼珊地区,派遣一些降服者入朝大汗,受到窝阔台的褒奖,被任命为呼罗珊和杩椤答而地区的长官。他&ldo;对呼罗珊的百姓表示仁慈,赦免了活着的人&rdo;2,他任用文官治理地方,《世界征服者史》的作者志费尼的父亲就曾被任命为撒希伯底万(财政大臣)。
1235年,成帖木儿死,先后由克烈人诺撒耳和畏吾儿人阔里吉思接管该地事务。斡亦剌部阿尔浑为阔里吉思的八思哈和那可儿。阔里吉恩以徒思为驻地,整顿秩序,规定赋税,重建经济,阿姆河以西被纳入大汗的直接控制之下。窝阔台统治后期,阔里吉思遭到成帖木儿的儿子和拔都势力的排挤,被卷入一场案件受审,窝阔台死后,他的支持者镇海也被迫离开汗廷,阔里吉思被窝阔台皇后乃马真氏所杀。阿尔浑接替他掌管了自乌浒水(阿姆河)至法儿思、谷儿只、鲁木和毛夕里(今伊拉克摩苏尔)事务,整顿了由绰儿马浑、拜住的征伐、掠夺导致的混乱。蒙哥即位后,任阿尔浑为阿姆河等处行尚书省长官,统治波斯、伊拉克、阿塞拜疆、格鲁吉亚等地区。
这时,东部伊斯兰世界中尚有杩椤答而的亦思马因派和报答(巴格达)的哈里发两支宗教势力未被征服,蒙哥在处理完大汗家族内部的争权斗争后,决定对上述尚未征服的地区用兵,这是蒙古军的第三次西征。亦思马因派是伊斯兰教十叶派的一支。创始人是十叶派第一代伊玛目阿里的后裔、第六代教长的长子亦思马因,故称亦思马因派。十一世纪末期,他们从塞尔柱突厥人手中夺取了阿剌模忒堡3,并以此为中心,在里海以南的山隘中建立了上百个城堡4,形成了一个独立的宗教国。其他宗教徒称他们为&ldo;木剌夷&rdo;,即阿拉伯语&ldo;迷途者&rdo;。
蒙哥即位后,守卫伊朗地区的拜住向他报告了亦思马因派和哈里发的暴行,伊斯兰教法官苫思丁&iddot;可疾云尼也向他反映了同样的情况,于是蒙哥决定派遣其有&ldo;帝王的气象&rdo;和&ldo;征服的实践&rdo;的弟弟旭烈兀担任了这次西征的统帅。
旭烈兀统率的军队除以前派往伊朗的绰马尔浑、拜住的军队和派往客失迷儿(克什米尔)、印度的军队外,蒙哥又决定从成吉思汗诸子、诸弟和诸侄的军队中,每十人抽出两人作为额外人员,随同他出征,各宗王都派遣了自己的代表5,还拨给他一支由炮手、弩手和火焰放射手组成的汉军千人队,由著名的攻城能手郭侃率领,由阿姆河行省准备军需,乃蛮人怯的不花(乞忒不花)率一万二千人为先锋。他们封锁了自和林至呼罗珊、鲁木和谷儿只间行军途中的所有草地和牧场,以保证军马通过时有较好的饲草;在河上架桥,以确保道路畅通,为大军出征做了周密的准备。
1252年八月,先锋怯的不花领兵出发,1253年三月,渡过阿姆河,着手征伐忽希思丹地区6。他们征服了该地区的一部分,在亦思马因派的重要据点之一吉儿迭苦黑堡下遭到顽强的抵抗,蒙古军用了两年的时间才攻下该堡。
1253年十月,旭烈兀离开自己的斡耳朵,踏上征途。他缓慢地进兵,1254年到达阿力麻里,1255年九月到达撤马耳干,驻营于迦尼‐‐吉里草原,然后经碣石到阿姆河北岸,在那里接见了阿姆河行省和呼罗珊等地的官员,向伊朗各地的统治者发出诏敕,要求他们提供军队、武器和食品,各地算端、长官则从伊拉克、呼罗珊、阿塞拜疆、阿儿兰(今阿塞拜疆共和国北部)、设里汪(今里海西岸库拉河北部地区)和格鲁吉亚等地前来朝见旭烈兀。次年年初旭烈兀渡河,在河南的苏夫耳罕(今阿富汗北部席巴尔甘)驻冬。三月,他离开冬营地,经哈甫(属你沙不儿地区)和匝维(今伊朗霍腊散省托尔巴特海达里耶)向亦思马因派控制的秃温(今伊朗东部霍腊散省境内)进兵,平息了发生在那里的叛乱,攻下了该城并将它夷为平地。接着他到达徒思(马什哈德北)、哈不珊(哈不伤,今伊朗霍腊散库强),并着手修复蒙古人首次入侵时破坏了的城市。旭烈兀遣使要求亦思马因派教主鲁坤丁&iddot;忽儿沙毁堡投降。忽儿沙遣其弟请降,旭烈兀要求忽儿沙亲自前来,后者则有意拖延,要求缓期一年。谕降不成,1256年八月,旭烈兀决定全面出征。大军分三路进讨,左翼由怯的不花等率领自西模娘(今伊朗德黑兰省塞姆南)进;右翼由不花&iddot;帖木儿等率领自杩椤答而进,旭烈兀自将中军。出发前再次遣使招谕,忽儿沙坚持保留部分堡塞和允许他本人一年后出降,遭到旭烈兀的拒绝。大军相继攻占和捣毁了一些堡寨,十一月,包围了忽儿沙的宫府麦门底司堡,&ldo;一支多如蚂蚁的人马像蛇一样把它围了七个圈,并且设法在坚硬的岩石上驻扎。……在白天的时间里,麦门底司的人仅看见人马和旌旗,而在夜里,因为营火遍野,他们以为大地是布满星星的天空,(并且)是刀兵的世界,其中心和边际都看不分明&rdo;7。双方展开了激战,城内的射石机射出了一排排猛烈石头,城外的蒙古军则以射程为二千五百步的弩炮攻城。十一月十九日,在蒙古军的猛烈的攻击下,忽儿沙被迫出降。蒙古军屠杀了所有坚持抵抗的人;将府库中所余的财物作为犒赏分给了大臣和士兵,拆毁了这座坚固的堡寨。