次日，攻城器械准备完毕，旭烈兀便下令全军出击，城中守军则拿出早就准备好的巨弩来进行防御，同时鲁克纳丁又派使者出城来见旭烈兀，说晚上就出来投降。
旭烈兀信以为真，于是命大军暂时停止进攻，等待鲁克纳丁出降。
但直到月亮升起，麦门底司堡的大门依然紧紧地关着。
旭烈兀怒了，这不耍自己玩么？
遂命大军次日天明便立即发起进攻。可第二天一早，天还没亮的时候，鲁克纳丁的使者又来了。
一看见此人，旭烈兀就火大，于是命令手下将他推出去砍了，这使者急忙喊道：“大王息怒，昨天我们城中有奸臣反对投降，还威胁国王说如果投降他们就隐藏起来偷袭您的部下，所以国王连夜将他们杀掉，现在正在城中准备犒军的酒席，晚上就会出来投降。”
眼见着使者说的一本正经，旭烈兀心里也不禁犯了嘀咕，于是便将他放了回去，并下令大军继续休息，等待鲁克纳丁投降。
可当月亮再一次挂在天空上之后，旭烈兀才发现，自己被人耍了，而且还被连着耍了两次。
太丢人了！
旭烈兀气得一宿都没睡，要不是天黑不便攻城，他就直接下令开打了。
但鲁克纳丁可能是玩上瘾了，就在天刚蒙蒙亮时，他派出的使者又到了。
旭烈兀这回可长记性了，连使者的面都不见，直接命令手下把他砍了祭旗，而后下令大军天明之后立即发起攻击。
这回睡不着的是鲁克纳丁了，他没想到蒙古人在拥有强壮肉体的同时还能拥有发达的大脑，自己的缓兵之计没起什么作用，只好率军死守城堡。
但骁勇的蒙古人让他们见识到了什么是打仗，在磨盘大的巨石带着呼呼的风声从天而降，鲁克纳丁的腿都在发抖，哪怕是那些残忍冷血的‘菲达伊’在面对这种情况时也纷纷发出了惊恐的呐喊。
经过多日的激战，麦门底司堡已经被砸的千疮百孔，鲁克纳丁知道自己肯定守不住了，于是再次遣使出城面见旭烈兀，请求次日投降。
可旭烈兀根本鸟都没鸟他，让大军继续猛攻。鲁克纳丁无奈，只好自缚双手，于十一月十九日主动出城投降。
在俘虏了鲁克纳丁之后，旭烈兀狠狠地羞辱了他一顿，又命大军屠城，并将这里彻底摧毁，而后命大将塔亦儿不花率一部分蒙古军及波斯军继续南下，进攻兰麻撒儿堡，经过数十日的激战攻克了这里。
而那个被抓获的鲁克纳丁，则苦苦哀求旭烈兀，恳求前往和林去拜见蒙哥，希望能得到蒙哥的宽恕，最起码也要赦免自己的信徒，旭烈兀于是派使者先行返回和林去向蒙哥报告这个消息，而后又派一支小队押送着他前往草原。
但蒙哥的态度也很明确，他并不想见鲁克纳丁，但押送他的士兵却不愿意带着这个累赘，于是将他五花大绑后放在地上，而后乱马踏过，将他踩成肉泥。
而旭烈兀也没有对这个刺客之国有任何的怜悯，他将木剌夷境内所有的图书馆都焚烧殆尽，同时将亦思马因派的所有信徒都屠戮一空，并将所有要塞都摧毁掉，这座存在了176年的刺客之国由此便彻底宣告覆灭。
在灭亡了木剌夷国之后，旭烈兀回到了可疾云（今伊朗德黑兰以西）过冬，第二年开春之后继续西征，九月抵达哈马丹（今伊朗哈马丹），开始了对阿巴斯王朝的战争。
阿巴斯王朝又称黑衣大食，是阿拉伯帝国的第二个世袭王朝，同样是一个政教合一的国家，全盛时期疆土横跨欧亚非三大洲，王朝统治者被称为哈里发，首都设在巴格达（伊拉克首都巴格达）。
阿巴斯王朝存在的七百年里，是伊斯兰各教派发展和传播的全盛时期，哈里发将逊尼派奉为国教，在全国范围内推行伊斯兰教法，教义甚至深入到政治、经济、文化、军事等各个领域；除此之外，他们还在全国各地兴建清真寺和宗教学校，培养了大批虔诚的穆斯林进入政府和军队；同时阿拉伯语也被推广为官方语言，各个教派和学者们着书立说、学术研究都要书写和诵读阿拉伯语。
虽然哈里发将逊尼派尊为国教，但对于其他伊斯兰教派的发展也秉持着一个平等、自由的态度，什叶派、苏菲派、穆尔太齐赖派等教派的理念甚至被引入了正统派教义之中，占据了一定的统治地位，这些宗教学者们则在国内各大城市修建了天文台、图书馆、各类学校和医院，让百姓们都能接受到更好的教育，中国古代的四大发明也是在这一时期传入了阿拉伯世界，并从这里流入了欧洲。
但正如一句谚语所言，人无千日好，花无百日红，盛极而衰的道理适用于任何朝代、任何地方、任何环境，从9世纪后半期开始，因为分封的诸多贵族将领实力不断壮大，他们变得越来越跋扈，甚至开始割据一方，脱离了阿巴斯王朝。
在波斯及中西亚地区，先后有塔希尔王朝、萨曼王朝、布希维王朝、塞尔柱帝国等独立政权；北非地区则建立了伊德里斯王朝和艾格莱卜王朝；埃及和叙利亚等地区也纷纷建立了独立的王朝；不仅如此，因为各王朝对于百姓的剥削越来越严重，使得阿巴斯王朝这个名义上的统一帝国变得越来越乱，宗教起义和和农民起义此起彼伏，但哈里发却没有能力去镇压，到了10世纪中叶，阿巴斯王朝直接统治的地方只剩下了首都巴格达及周围的一小块土地。
这还不算完，公元945年，信奉什叶派的布希维王朝率军攻入巴格达，将时任哈里发抓了起来，强迫他下旨授予其“最高统帅”的称号，并剥夺了他所有的政治权利，仅保留他宗教领袖的地位。
1055年，塞尔柱帝国的掌权者图格鲁克伯克又带兵打进了巴格达，将布希维王朝赶了出去，自己则继续‘挟天子以令诸侯’，成为了阿巴斯王朝的实际掌控者，并自封为“东方和西方之王”，还让哈里发下令授予他‘苏丹’的称号；在这一期间，阿巴斯王朝的对外战争达到了鼎盛的状态，他们四面出击，将印度的伽色尼王朝和中亚的喀剌汗王朝都打败过，甚至还俘虏过拜占庭帝国的皇帝——罗曼努斯四世。
而这个塞尔柱帝国，在唐朝的时候被称为西突厥，是被唐朝联合回鹘部落给赶出了中土流落到这边来的，他们也没逃脱盛极而衰的魔咒，仅仅几十年后就被西辽打败，而后又败于国内的农民起义军之手，最终被花剌子模灭亡，而巴格达则再次回到了哈里发的控制中。
面对着这样一个外强中干的国家，旭烈兀却并没有轻视他，因为巴格达毕竟被阿巴斯王朝经营了七百多年，即便现在实力不强，底蕴也不容小视。
在进攻阿巴斯王朝之前，旭烈兀依照惯例派出了使者进城劝降，但城中的末代哈里发穆斯塔辛拒绝和谈，反而将麾下的七万人马都收缩到巴格达城内，同时修缮城中的围墙，加盖箭楼，并发动城中百姓一起参与守城，将城内的大街小巷都布置上障碍，做好了城破之后巷战的准备。
旭烈兀对此并没有感到意外，毕竟不战而降这种事，几率还是比较低的。
于是他下令兵分三路，以大将拜住率军为右翼，由亦儿比勒（今伊拉克库尔德首府埃尔比勒）向毛夕里（今伊拉克摩苏尔）推进，而后越过底格里斯河进攻巴格达城西。
左翼则是由怯的不花率领，从罗耳斯坦（今伊朗罗里斯坦）绕道巴格达城东发起攻击。旭烈兀亲自率领中军攻破了开尔曼沙城（今伊朗赫塔兰），并于十二月十八日进至火勒完（今巴格达东北），但由于其余两路军马未到，旭烈兀便暂时扎营，等待其余两路与他会合后再完成对于巴格达的合围。
面对着强大的蒙古大军，作为哈里发的穆斯塔辛也没坐以待毙，他命令副掌印官艾伯格与麾下大将费度丁率一万两千人前往底格里斯河驻守，防止右翼的蒙古大军渡河。
当他们赶到之时，拜住已经开始渡底格里斯河，于是急忙率军前去袭击，右翼先锋速浑察急忙率军撤退至小底格里斯河附近，费度丁认为蒙古大军未见劣势而退，有诱敌之嫌，决定继续扼守底格里斯河，但艾伯格却认为这是蒙古人因为没有援军而不得不撤退，正是消灭他们的大好时机，便仗着官职高强制要求费度丁率军进攻。
费度丁无奈，只好继续追杀蒙古前锋，一直追到朵者勒（巴格达西北角附近），与已经从这里渡过底格里斯河的蒙古右翼主力遭遇，双方随即展开混战，费度丁指挥有度，麾下军队丝毫不弱于蒙古骑兵，两军从早打到晚也未分胜负。
天黑之后，双方罢兵休战，回到各自的营地，费度丁急忙让大军休整，同时安排了一支兵马巡营，以防蒙古军夜里偷袭。
但费度丁没有想到，蒙古人根本没有跟他们硬拼的打算，拜住见阿巴斯军选择的营地位置较低，而且身后是一望无际的平原，于是便趁着夜色派工匠将底格里斯河的堤岸挖开。
天刚蒙蒙亮，费度丁便听见了一声震耳欲聋的巨响，他本以为是蒙古人袭营，急忙起身从自己的大帐中钻出，却看见了令他终身难忘的一幕。
决堤的河水再也不复温柔的模样，卷起了惊天骇浪对着阿巴斯军的营地席卷而来，营地中的大军连惊恐的呼喊都来不及发出便被大水卷走。
而拜住率领的蒙古大军，则站在高处，目光炯炯地望着下方已经沦为泽国的阿巴斯军营地。
待水势稍稍退却，拜住下令大军出击，费度丁急忙组织剩余的兵力抵抗，不过是螳臂当车罢了。
是役，阿巴斯军一万两千人全军覆没，费度丁战死，仅有那个瞎指挥的艾伯格侥幸未死，只身逃回了巴格达。
公元1258年正月十八，三路蒙古大军齐聚于巴格达城下，并大肆建造攻城器械准备发起进攻。
一月三十日，旭烈兀下令全军出击，无数的巨石从城外的投石机上飞出，狠狠地砸在了巴格达城墙之上，由于巴格达周围石头较少，蒙古军储备不足，后来为了保证火力，旭烈兀又下令将棕榈树砍断，用树干代替石头。
经过一天一夜的猛砸，巴格达城的东侧城门彻底被砸塌，蒙古大军开始沿着缺口蜂拥而入，守军也拼死抵抗。
眼见战况陷入胶着，旭烈兀又下令在箭矢上绑好劝降书，射入城内，并宣布对法官、律师、司教及阿里族人予以赦免，保证他们不死。
二月初五，巴格达的东城墙已经被蒙古大军彻底占领，为了迅速扩大战果，他们开始加高这一侧的城墙，并在上面架设投石机和弩炮，同时在底格里斯河畔派出了一支骑兵日夜巡逻，河中央还安排一支兵马乘船巡逻，以防止城中的人逃离。
穆斯塔辛眼见情况不妙，急忙遣使去面见旭烈兀，假意投降，并亲自书写了降书让他们代为转交，意图拖延一下时间重新布置防御。
可旭烈兀在攻打木剌夷国的时候就吃过这个亏，正所谓吃一堑长一智，三番五次被骗肯定长记性，于是对于穆斯塔辛送来的降书视而不见，反令大军加快进攻速度。
穆斯塔辛无奈，只好命大军依托提前设置好的障碍层层抵抗。
至二月十日，穆斯塔辛见守军已经死伤殆尽，继续坚持下去也是徒劳，于是率城中权贵及阿里族人等三千余人出城投降，并下令城中残兵及百姓放弃抵抗。
为了谨慎起见，在将这些投降之人都抓起来之后，旭烈兀又让大军犁地一般地在城中扫荡了三天，于二月十三日才率军入城。
入城之后，为了泄愤，旭烈兀下令屠城，蒙古大军在城中整整屠杀了十七天，据记载，仅死亡人数就超过九万。
二月二十日，在被严刑拷打后，阿巴斯王朝的最后一任哈里发穆斯塔辛被旭烈兀于巴格达城皇宫外斩首，并将首级挂于城墙之上。
历经37代，传承503年，在世界历史上赫赫有名的黑衣大食——阿巴斯王朝就此灭亡。