Po zdobyciu Bagdadu Hulagu wrócił do Azerbejdżanu, natomiast jego podwładni rozpoczęli podbój regionów Al-Dżaziry i Diyarbakıru. Po jego zakończeniu w końcu roku 1259 chan wyruszył przeciwko syryjskim Ajjubidom, i 25 stycznia 1260 roku, z pomocą nowego sojusznika, króla Małej Armenii Hetuma I, zdobył i splądrował Aleppo. W marcu tego samego roku Mongołowie zajęli Damaszek, a ich zagony dotarły aż do Hebronu i Gazy. W tym momencie jednak Hulagu wycofał się z większością swoich sił do Azerbejdżanu, prawdopodobnie na wieść o śmierci wielkiego chana Mongke. W Syrii pozostał jego wódz Kitboga, który jednak 3 września 1260 roku został pokonany przez armię Mameluków pod wodzą sułtana Kutuza i Bajbarsa w bitwie pod Ajn Dżalut, a następnie zabity. Mamelucy zajęli tereny aż po Eufrat, który w przyszłości miał się okazać trwałą granicą pomiędzy nimi a państwem Ilchanidów. Mongołowie nie zaakceptowali tej porażki i bardzo szybko wysłali do Syrii kolejną armię (ale liczyła ona tylko ok. 6 tys. ludzi), jednak została ona pokonana przez miejscowych Ajjubidów w bitwie pod Himsem 10 grudnia 1260 roku.