开庆元年（1259年），蒙哥汗驾崩。正在进行西征的旭烈兀闻讯立刻回撤，但是撤了一半就止步不前，这让人纳闷了，按理说旭烈兀可以回师争夺大汗之位，为什么止步不前呢？
孛儿只斤·旭烈兀（1217年——1265年2月8日）是托雷的儿子，和曾经做过蒙古大汗的蒙哥、阿里不哥和忽必烈都自一母所出。所以在宝祐三年（1255年）蒙哥成功代表托雷家族从窝阔台家族夺取蒙古大汗宝座之后，旭烈兀也就成了蒙古帝国的一个重要将领。
宝祐三年（1255年），旭烈兀奉蒙哥之命开始西征。而此次西征进行得异常顺利，对当时在西亚的伊斯兰势力造成了毁灭性打击。仅仅3年时间，旭烈兀的西征军就先后灭亡了阿萨辛（Assassins）暗杀教团、阿拔斯帝国（阿拉伯帝国）和叙利亚阿尤布王朝，将西亚所有伊斯兰势力扫荡一空。
之后旭烈兀又把矛头指向了在埃及由早先阿拉伯人雇佣的各族士兵所建立的马穆鲁克王朝，因为在代表阿拉伯正统的阿拔斯帝国被他灭亡之后，马穆鲁克王朝是当时世界上最后一个比较强大的伊斯兰教政权。
回师途中被滞留
但在此时，蒙哥的死讯传到了旭烈兀的阵中，而旭烈兀也很快停下了向非洲进军的脚步，开始率主力东撤，只留下自己的亲信怯的不花率领大约一万蒙军和仆从军队留守巴勒斯坦地区。但在旭烈兀撤退后不久，怯的不花的留守军队就被马穆鲁克王朝的大军在今天位于以色列、巴勒斯坦境内的艾因贾鲁地区全歼，而此战过后，蒙军早前占领的叙利亚阿勒坡和大马士革等地也已经成为了马穆鲁克的囊中之物。
这时的情况是旭烈兀几年时间辛辛苦苦打出来的自留地开始面临危机了，所以旭烈兀在艾因贾鲁战役过后立即停止了返回蒙古本部的脚步，急忙再次向叙利亚地区派出军队，试图挽回在艾因贾鲁之战中的损失。但此时出现的一个新情况，让他无法派出大军去叙利亚，而是只派出了6000人的军队，而这支军队在叙利亚霍姆斯被阿尤布王朝的残余势力击溃。
蒙古内战
旭烈兀也遇到了蒙古帝国的内战。
原来阿里不哥与忽必烈已经打起来了。而且，两个人都没有把旭烈兀当成对手，都在极力拉拢他。都没把他当成对手，他自然不好提兵和他们打。在战场上，若是一方高挂免战牌，另一方也不好贸然进攻，何况他们还是亲兄弟。这是其一。
其二，旭烈兀其实也是在观察等待。正所谓“鹬蚌相争，渔翁得利”，旭烈兀就想当这样一个“渔翁”。
不过，“鹬蚌相争”能让“渔翁得利”的前提，是两败俱伤。问题是，阿里不哥太弱了，根本不是忽必烈的对手。忽必烈在与阿里不哥的争斗中，不是受伤，而是越打越强。这样，旭烈兀就当不成这个“渔翁”了。
而且，忽必烈又反复多次寻求旭烈兀的帮助，而且对旭烈兀许下重诺，若自己能够当上大汗，允许旭烈兀自主经营他打下来的西亚。
这样一来，旭烈兀就需要做出一番评估：如果和打胜的忽必烈开战，不一定能打赢；如果接受忽必烈联合的条件，自己可以拥有西亚这一大片地盘。
评估的结果是，在西亚这一大片地盘上当土霸王，其实是一个相当不错的选择。因此，旭烈兀就停在了半路。
另外，旭烈兀此次西征的目标是代表阿拉伯帝国正统的阿拔斯王朝和其它几个中东的伊斯兰王朝。而旭烈兀在宝祐六年（1258年）攻克阿拔斯首都巴格达之后，将阿拉伯帝国末代哈里发用乱马踩死。
放在过去，这些做法在蒙古内部是不会有什么问题的。但此时的蒙古统治者却早已不是铁木真时代的那些人了。因为在旭烈兀攻克巴格达的前一年，金帐汗国发生了政权更迭，拔都的弟弟别儿哥废掉了拔都的儿子，自立为金帐汗国的大汗。而这个别儿哥虽然也是铁木真的孙子，但却已经皈依了伊斯兰教，而在伊斯兰教的体系里，哈里发是所有人当然的领袖，至少是精神领袖，所以在旭烈兀把末代哈里发用乱马踩死之后，别儿哥和旭烈兀之间就已经结下了大梁子。
而且这个旭烈兀本人的宗教背景也很复杂，他的母亲唆鲁禾帖尼和他的正妻脱古思可敦都出身于蒙古克烈部，而克烈部是一个信仰基督教的蒙古部落，所以旭烈兀的第三次西征其实有很深的基督教背景，他的仆从军队里有大量来自格鲁吉亚和亚美尼亚的基督教军队，还和当时也在中东的十字军有过大量往来。所以别儿哥和旭烈兀之间的矛盾又变成了基督教和伊斯兰教在当时宗教冲突的延伸。
最终别儿哥甚至和同样信仰伊斯兰教的埃及马穆鲁克王朝结盟，共同攻击旭烈兀的伊儿汗国。而旭烈兀则和东罗马帝国结盟，同时得到了忽必烈的支持。但此时正和忽必烈争夺蒙古汗位的阿里不哥见状，又向别儿哥派出援军，帮助他攻击伊儿汗国。双方在高加索地区大打出手，在紧张的战事中，旭烈兀在咸淳元年（1265年）2月去世。而想趁旭烈兀之死一举征服伊儿汗国的别儿哥，不久之后却也在向伊儿汗国进军的途中死亡。双方的战争告一段落。