El 13 de enero de 2014, tras una fallida ofensiva por parte de los rebeldes «moderados», el Estado Islámico de Irak y el Levante se apoderó de la totalidad de al-Raqa. El 29 de junio, tras capturar varias ciudades del norte de Irak, los islamistas declararon un califato universal sobre todo el mundo islámico en torno a la persona de su líder, Abu Bakr al-Baghdadi. Así, Al-Raqa se convirtió en la "capital" de este autoproclamado (si bien no reconocido internacionalmente) protoestado y en su principal bastión en Siria. El Estado Islámico procedió a implantar un régimen de terror, masacrando disidentes y supuestos simpatizantes del gobierno, y sometiendo a la población a una rigurosa observancia del Islam. Los terroristas también llevaron a cabo la destrucción de importantes sitios arqueológicos y religiosos no sunitas, como la Mezquita de Uawis al-Qarni. El 15 de noviembre de 2015, en respuesta a los ataques terroristas acaecidos en París dos días antes, la ciudad fue blanco de un fuerte bombardeo aéreo por parte de la Fuerza Aérea francesa, después de que el Estado Islámico se adjudicara los ataques terroristas.El 7 de marzo de 2016, el gobierno sirio anunció que había recuperado el control parcial de la ciudad, tras una sublevación iniciada por combatientes desertores del Estado Islámico. El 4 de junio, el ejército sirio finalmente penetró en la provincia de Al-Raqa; sin embargo, dos semanas después los terroristas consiguieron readueñarse de la mayor parte de las zonas liberadas. El 6 de noviembre de 2016, las Fuerzas Democráticas Sirias, con apoyo de las Fuerzas Al-Sanadid y de tropas estadounidenses de la coalición, lanzaron una nueva ofensiva para liberar la ciudad. Lograron entrar en la ciudad el 6 de junio de 2017 (batalla de Raqa) y la conquistaron el 17 de octubre de 2017, poniendo fin así a cuatro años de ocupación.