时旭烈兀得到使者带来的帝国最高统治者蒙哥在四川去世的消息，于是只派先锋怯的不花率不到一万军队驻守叙利亚，自己率大军开始东返。1260年9月3日，埃及马木留克王朝趁着旭烈兀攻率主力东返，攻占叙利亚，杀怯的不花，旭烈兀愤怒至极，本想率军继续西征，但此时他和钦察汗国的别儿哥汗因为争夺阿塞拜疆爆发了战争，只好结束西征。旭烈兀东返途中得到忽必烈和阿里不哥争位的消息，于是留在西亚，自据一方，并宣布支持忽必烈，后来被忽必烈封为“伊儿汗”，西亚的伊儿汗国从此建立。
征伐南宋.1258年，蒙哥、