戰爭時間：公元1254年至1259年
戰爭地點：亞洲
戰爭過程：
1254年10月，旭烈兀率領西征軍出征。
1255年9月，旭烈兀率領西征軍攻進撒麻耳幹，駐留40日之後，大軍行至鐵門關後又在這裡駐留了30日，隨後，西征軍向木剌夷國繼續進軍。當時的木剌夷國軍隊兵力約有100000人。旭烈兀命令西征軍將領怯的不花領為先鋒，進入木刺夷國境後，先攻陷幾個城池之後，隨後，怯的不花的部隊又消滅了木刺夷軍一半兵力。之後，主力軍進攻至撒瓦。旭烈兀派庫喀伊爾喀支援怯的不花，攻打庫希斯坦。而後與主力軍聚合。主力軍經過徒思，抵達尼沙不耳州哈不衫。
1256年6月，魯克賴丁見到西征軍進攻，就派弟沙歆沙投降，又把要塞拆掉。後來，旭烈兀覺得魯克賴丁假意投降，就把西征軍分為三部，向木刺夷都城麥門底司堡進攻。魯克賴丁在11月19日投降，隨後，西征軍於12月進入蘭麻撒耳。當時塔亦兒不花軍和波斯軍攻打蘭麻撤耳堡，並將蘭麻撤耳攻克。至此，木剌夷國全部被旭烈兀佔領。
1257年9月21日，旭烈兀率軍向阿拔斯王朝進攻，旭烈兀首先派怯的不花率領騎兵，進入木刺夷和阿拔斯之間的山地，開啟從哈馬丹通往巴格達通道，接著，三軍同時向阿拔斯國首都巴格達進軍。於12月18日渡過底格里斯河，與阿拔斯軍遇見，拜住用水淹阿拔斯軍後殲滅阿拔斯軍。穆斯臺綏木後令增強巴格達的城牆，佈置障礙防陣。
1258年1月，西征軍圍攻東巴格達，穆斯臺綏木帶領皇子、貴族和官員投降，阿拔斯國正式滅亡。
1259年2月，西征軍開始進攻敘利亞阿尤布王朝，敘利亞的軍隊約有100000人抗擊蒙古西征軍。
1259年3月21日，蒙古西征軍開始圍攻大馬士革，4月6日大馬士革投降，阿尤布王朝至此名存實亡。後來旭烈兀又繼續進軍小亞細亞並戰勝巴爾幹聯軍。旭烈兀命郭侃過海，攻陷富浪國。旭烈兀繼續向西進攻，進入阿拉伯地區，並戰勝巴爾蘇丹。後來旭烈兀又繼續進軍小亞細亞並戰勝巴爾幹聯軍。
1259年7月，蒙哥在攻打宋朝合州城時被炮石擊中而受重傷，直接導致第二次攻宋的中止，蒙古軍決定留下3000人牽制合州宋軍，蒙古軍主力轉攻川東重鎮重慶。但是十多天後，蒙哥汗終因傷重而死於釣魚城下，蒙古軍隨後即退走。
蒙哥汗突然死亡，甚至沒有留下遺囑任命新的蒙古大汗。忽必烈所率東路進攻荊湖地區的蒙古軍在得知蒙哥汗死訊後也退兵，第三次西征的蒙古軍隊此時已經攻佔了敘利亞地區，聽到大汗身亡的訊息也不得不留下小部分人馬，其餘大部隊退回蒙古草原爭奪汗位，間接拯救了無數人免於蒙古人的屠刀。旭烈兀率領西征軍班師，於同年，旭烈兀在波斯等地建立伊兒汗國。
蒙古第三次西征的勝利，主要原因是在戰略上採取由近及遠、相繼佔領的策略，以蒙古大漠為中心，向外一步步擴張。在戰術上注重學習各民族的軍事技術，用回回工匠製造大炮，提高了戰術優勢。
