56年，旭烈兀接受了册封，成为伊儿汗。他所建立的国家正式成为伊儿汗国。晚年的旭烈兀致力于巩固在波斯的统治，他通过武力胁迫或联姻的手段，清除了波斯境内的割据势力，使波斯成为伊儿汗国统治的核心地区。
宗教政策.旭烈兀的母亲与妻子信奉景教，旭烈兀受到她们的影响，在国内施行亲基督教、反穆斯林的宗教政策。此外，由于伊斯兰教的作用，原本当时波斯地区佛教已基本上消失，但在旭烈兀统治时代，由于他本人信奉佛教，崇拜弥勒佛，当地出现了大量吐蕃与畏兀儿的喇嘛，佛教活动再次出现。