旭烈兀西征，又稱爲蒙古第三次西征，是蒙哥汗的弟弟旭烈兀率領，是大蒙古國繼成吉思汗西征後的第三次大規模的西征，也是大蒙古國最後一次西征。
背景
自從蒙古帝國消滅了花刺子模，征服了東歐各國之後，蒙古帝國的勢力範圍已擴展到中亞和東歐。1251年，蒙哥繼承帝位後，爲了擴展領土，照祖父成吉思汗的遺願，展開第三次西征。因蒙哥集中征服南宋，因而由旭烈兀進行第三次西征征戰中東。而且當時位於伊朗的木剌夷國不肯對蒙古稱臣和朝貢，因此蒙古藉此發起第三次西征。
戰事過程
征戰木剌夷國
1253年7月，旭烈兀命令將領怯的不花率12000人率先進攻，爲主力軍作準備。而旭烈兀則仍留在和林，繼續籌建主力西征軍，爲長征作準備。1254年10月，旭烈兀率西征軍出征。旭烈兀大軍經過阿力麻裏(即現今中國新疆霍城西北方的阿脫諾克)，到達土耳其斯坦(一說爲突厥斯坦，即現今土庫曼斯坦)。1255年，西征軍駐在土耳其斯坦。1256年9九月，西征軍攻進撒麻耳幹(即現今烏茲別克斯坦)，駐留40日後，繼續進軍至鐵門關(即現今烏茲別克南方)，又在這裏駐留了30日。六年春，西征軍向木剌夷國(即現今伊朗北方)進軍。
當時的木剌夷國軍隊兵力約有100000人，在庫希斯坦(即現今阿富汗和伊朗北部交接處)。由西征軍將領怯的不花領先鋒，進入木刺夷國境後，先攻陷幾個城池，再後包圍要邑古兒都苦。怯的不花部隊消滅了木刺夷軍一半兵力。後來西征軍通過撒麻耳幹，向木刺夷接近。後來西征軍進入水乾城，旭烈兀命令拜住帶領主力軍移往小亞細亞。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。旭烈兀見不能一時戰勝，所以採用消耗戰
1256年6月，魯克賴丁見到西征軍進攻，便派弟沙歆沙投降，又把要塞拆掉。後來，旭烈兀覺得魯克賴丁是假意投降，便把西征軍分爲三部，向木刺夷都城麥門底司堡(即現今伊朗劍北部吉蘭省內)進軍。魯克賴丁於11月19日投降。12月，西征軍進入蘭麻撒耳。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。
征戰阿拔斯王朝
旭烈兀的軍隊進攻巴格達
1257年9月21日，旭烈兀率軍向阿拔斯王朝(即現今伊拉克)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，打開從哈馬丹通往巴格達通道，接着，分三路進攻阿拔斯。11月，三軍同時向阿拔斯國首都巴格達進軍。中軍攻破開爾曼沙，於12月18日，進軍火勒完。這時，左軍佔領羅耳之地;右軍在塔克利特(即現今伊拉克巴格達附近)渡過底格里斯河(底格里斯河之戰)，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。於1258年1月，圍攻東巴格達。2月，穆斯臺綏木帶領皇子、貴族和官員投降，阿拔斯國正式滅亡。
征戰敘利亞阿尤布王朝
1256年，旭烈兀于波斯等地建立伊兒汗國。
旭烈兀之後繼續向西進攻。進入阿拉伯地區，戰勝巴爾蘇丹。1258年9月，大軍進軍敘利亞阿尤布王朝。敘利亞的軍隊約有100000人。蒙古分軍爲三進攻。至1259年3月21日，蒙古大軍圍攻大馬士革。於4月6日大馬士革投降。蒙古帝國佔領了敘利亞大部分國土。阿尤布王朝至此名存實亡，僅統治着哈馬一隅。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(即現今塞浦路斯)。拜占庭帝國與西歐衆國均派使者與旭烈兀會面，有意聯盟。旭烈兀原本準備進軍埃及，但1259年8月，蒙哥於合州戰死，旭烈兀班師回朝，怯的不花則受旭烈兀命令，固守敘利亞。同年9月，埃及的軍隊在大馬士革南方阿音札魯特戰役大敗蒙古軍，怯的不花陣亡，此役制止了蒙古帝國的擴張野心。蒙古帝國的第三次西征正式結束，蒙古三次西征亦正式完結。
影響
蒙古第三次西征除了屠城、滅族，減少了世界人口外，亦有助伊斯蘭世界、天主教世界及中國交流，這時的波斯天文學、西域醫藥便在此時傳入中國;而中國的印刷術、火藥，也經蒙古西征而傳入歐洲。第三次西征也象徵了蒙古擴張的停止。
