V polovině 13. století, kdy byl jeho rozkvět na vrcholu, dosahoval počet obyvatel hlavního města Bagdádu kolem jednoho milionu a na jeho obranu bylo připraveno kolem 60 000 vojáků. Kalifové ve 12. a 13. století se pokoušeli navázat styky se stále se rozšiřující mongolskou říší a kalif an-Nasir, který vládl v letech 1180 – 1225, se možná pokusil sjednat spojenectví s Čingischánem. Dokonce prý poslal mongolskému chánovi darem i nějaké křesťanské zajatce, účastníky křížových výprav.
Podle tzv. „Tajné kroniky Mongolů“ se Mongolové přesto v roce 1236 rozhodli Bagdád dobýt vojenskou silou, což se ze začátku nedařilo. Až v roce 1257 chán Möngke velitelem armády pověřil svého bratra Hülegüho, který za účelem podrobení si Bagdádu, ať už po dobrém nebo po zlém, postavil armádu, do níž byl zařazen každý desátý bojeschopný Mongol. Získal tak odhadem na 150 000 bojovníků, posílených navíc vojenskou silou pocházejících z křesťanských zemí, včetně arménského vojska, franckých křižáků z Antiochijského knížectví a vojáků z gruzínského království, kteří se chtěli pomstít muslimským Abbásovcům za zničení jejich hlavního města. S armádou putovalo i 1000 čínských specialistů na stavbu katapultů.
K Bagdádu se tyto spojené síly vedená chánem Hülegüm a jeho čínským pobočníkem Guo Kanem vydaly v listopadu 1257. Cestou mongolské vojsko dobylo muslimskou pevnost Alamt a k bagdádskému kalifovi Al-Musta’simovi vyslalo posly s tím, aby se kalifa podrobil mongolskému chánovi a začal mu platit tribut (forma daně). Kalifa však počítal v případném boji s Mongoly s pomocí svých muslimských spojenců a odpověděl mongolským poslům tak, že to Hülegü považoval za urážku a táhl dál na Bagdád.
Zanedlouho, 11. ledna, už byli Mongolové na dohled města, utábořili se na obou březích řeky Tigris a sevřeli Bagdád v kleštích. Kalifa se pokusil dostat Bagdád z obležení výpadem své jízdy o počtu 20 000 jezdců, jenže Mongolové protrhli hráze podél řeky Tigris a její vody zaplavily území, kde se právě bagdádská jízda nacházela. A bylo po útoku.
Mongolové se potom před Bagdádem pěkně zabydleli a 29. ledna jej začali regulérně dobývat. Vlastní postavení zabezpečili palisádami a příkopy, postavili katapulty a začali s nimi Bagdád ostřelovat a ničit jeho hradby. Do 5. února se zmocnili značné časti hradeb města a kalifa si, konečně, uvědomil, že je v beznadějné situaci a pokusil se zahájit jednání s Hülegüm. Ten ho však odmítl, stejně jako poselstvo asi 3000 význačných bagdádských občanů, které navíc nechal povraždit. 10. února 1258 Bagdád kapituloval a když do něj o tři dny později Mongolové vstoupili, začal týden nepřetržitých masakrů a ničení.
Nájezdníci během té doby vyplenili a pobořili mešity, paláce, knihovny a nemocnice. Knihy nevyčíslitelných hodnot z 36 veřejných knihoven byly roztrhány a rabující vojáci si z jejich kožených desek vyráběli sandály. Velké budovy, které stavěly celé generace, byly vypáleny a strženy. Zkáze neušel ani „Dům moudrosti“, knihovna obsahující nesčetné historické dokumenty a knihy zabývající se lékařstvím až po astronomii. Ti, co zůstali naživu, vyprávěli, že vody Tigridu byly tehdy černé od inkoustu z knih naházených do řeky a červené od krve zabitých vědců a filosofů. Ti ale nebyli jedinými oběťmi. Obyvatelé města, kteří se pokusili uprchnout, byli chytáni a zabíjeni, a to včetně žen a dětí. Počet obětí tohoto mongolského řádění se odhaduje na 90 000 lidí, někdy ale až také na několik set tisíc až milion.
Krutý osud stihl i kalifu Al-Musta’sima. Byl zajat a donucen přihlížet tomu, jak jsou jeho poddaní vražděni a jeho pokladnice vyrabována. Potom ho Mongolové zavinuli do koberce, protože věřili, že by se Země mohla urazit, kdyby na ni stekla královská krev, nasedli na koně a na nich ho v koberci ušlapali. Zavraždili i všechny jeho syny až na jednoho, který byl poslán do Mongolska, kde se snad dokonce později i oženil a měl potomky. Své postavení bagdádského prince už zpět nikdy nezískal. To znamenalo definitivní konec sunnitského abbásovského kalifátu.
Když byli Mongolové s Bagdádem hotovi, musel Hülegü nechat přemístit svůj tábor proti větru, aby jeho vojáky nesužoval zápach, táhnoucí se ze zničeného města. Na místě potom nechal jako guvernéra perského historika Ata-Malika Juvayniho, který chána na tažení doprovázel, a 3000 mongolských vojáků, aby Bagdád znovu vybudovali.
To se však nikdy nemohlo povést. Město bylo prakticky srovnáno se zemí a po následující staletí se Bagdádu jen pomalu a postupně dařilo obnovovat alespoň část jeho bývalé slávy.
