Negara Islam Irak dan Syam
Pada akhir 2009, komandan pasukan A.S. di Irak, Jenderal Ray Odierno, menyatakan bahwa NII "telah berubah besar dalam kurun dua tahun terakhir. Kelompok yang dulunya didominasi warga asing akhirnya didominasi oleh orang Irak". Pada tanggal 18 April 2010, dua pucuk pimpinan NII, Abu Ayyub al-Masri dan Abu Omar al-Baghdadi, tewas dalam serangan gabungan
AS-Irak di dekat kota Tikrit. Dalam konferensi pers bulan Juni 2010, Jenderal Odierno melaporkan bahwa 80% dari 42 pemimpin NII, termasuk perekrut dan penyalur dana, tewas atau ditangkap; delapan sisanya masih buron. Ia mengatakan bahwa kelompok ini sudah terpisah dari pusat al-Qaeda di Pakistan.
Tanggal 16 Mei 2010, Abu Bakr al-Baghdadi diangkat sebagai pemimpin baru Negara Islam Irak. Al-Baghdadi mengganti para pemimpin yang tewas atau ditangkap dengan mengangkat mantan pejabat militer dan intelijen Ba'athis era Saddam Hussein. Hampir semuanya pernah ditahan oleh militer Amerika Serikat, dan mereka mencakup sepertiga dari 25 komandan tertinggi Baghdadi. Salah satu di antaranya adalah mantan kolonel Samir
al-Khlifawi, biasa diapnggil Haji Bakr, yang menjadi komandan militer tertinggi yang mengatur semua operasi kelompok ini. Al-Khlifawi berperan penting dalam perencanaan dasar yang kelak mendorong terbentuknya NIIS.
Pada Juli 2012, al-Baghdadi merilis pernyataan audio daring bahwa kelompoknya sudah kembali ke daerah yang dulu mereka kuasai sebelum diusir pasukan Amerika Serikat dan Para Putra Irak tahun 2007 dan 2008. Ia juga mengumumkan serangan baru di Irak bernama "Breaking the Walls"; serangan ini bertujuan membebaskan para anggotanya yang ditahan di sejumlah penjara di Irak. Kekerasan di Irak mulai
meningkat pada Juni 2012 lewat serangkaian serangan bom mobil AQI. Pada Juli 2013, jumlah korban tewas mencapai 1000 orang per bulan untuk pertama kalinya sejak April 2008.
Pada bulan Maret 2011, unjuk rasa menentang pemerintahan Bashar al-Assad di Suriah dimulai. Dalam beberapa bulan berikutnya, kerusuhan antara pengunjuk rasa dan pasukan keamanan memicu militerisasi konflik secara bertahap. Bulan Agustus 2011, al-Baghdadi mulai mengirimkan anggota NII cabang Suriah dan Irak yang berpengalaman dalam perang gerilya untuk mendirikan organisasi di Suriah. Di bawah pimpinan Abu Muhammad
al-Julani asal Suriah, kelompok ini mulai merekrut anggota dan mendirikan sel di seluruh Suriah. Bulan Januari 2012, kelompok ini meresmikan dirinya dengan nama "Jabhat al-Nusra li Ahl as-Sham"-Jabhat al-Nusra-biasa dikenal dengan nama Front al-Nusra. Al-Nusra berkembang menjadi pasukan tempur berpengalaman. Mereka didukung oleh warga Suriah yang menentang pemerintahan Assad.
Pada tanggal 8 April 2013, al-Baghdadi merilis pernyataan audio bahwa Front al-Nusra didirikan, didanai, dan dibantu oleh Negara Islam Irak, dan keduanya bergabung menjadi "Negara Islam Irak dan al-Syam". Al-Julani mengeluarkan pernyataan yang membantah penggabungan kedua kelompok tersebut dan mengaku bahwa tak satupun petinggi al-Nusra yang diberitahu soal penggabungan ini.
Pada Juni 2013, Al Jazeera melaporkan bahwa mereka menerima surat dari pemimpin al-Qaeda Ayman al-Zawahiri yang ditujukan kepada pemimpin al-Nusra dan NII; ia menolak penggabungan tersebut dan mengutus seseorang untuk mengawasi hubungan sekaligus meredam ketegangan antara kedua kelompok tersebut. Pada bulan yang sama, al-Baghdadi merilis pesan audio yang isinya menolak keputusan
al-Zawahiri dan menyatakan bahwa penggabungan akan tetap berjalan. Sementara itu, kampanye NIIS untuk membebaskan anggota-anggotanya yang dipenjara memuncak pada Juli 2013. NIIS melancarkan serangan bersamaan terhadap penjara Abu Ghraib dan Taji yang membebaskan lebih dari 500 tahanan, kebanyakan di antaranya veteran pemberontakan Irak. Bulan Oktober 2013, al-Zawahiri memerintahkan pembubaran NIIS
dan mengangkat Front al-Nusra sebagai pemimpin operasi jihadis di Suriah, tetapi al-Baghdadi menolak keputusan al-Zawahiri atas dasar fikih Islam. Kelompok al-Baghdadi melanjutkan operasinya di Suriah. Pada Februari 2013, setelah delapan bulan berebut kekuasaan, al-Qaeda memutuskan hubungan dengan NIIS.
Menurut wartawan Sarah Birke, ada "perbedaan besar" antara Front al-Nusra dan NIIS. Bila al-Nusra aktif mendukung penggulingan pemerintahan Assad, NIIS "justru berfokus pada pendirian pemerintahan di wilayah yang didudukinya". NIIS "jauh lebih kejam" dalam pembentukan negara Islam. Mereka "melancarkan serangan sektarian dan langsung menegakkan hukum syariah saat itu juga". Front
al-Nusra memiliki "kontingen pejuang asing berjumlah besar" dan dipandang sebagai kelompok dalam negeri oleh sebagian besar warga Suriah. Sebaliknya, para pengungsi Suriah justru memandang pejuang NIIS sebagai "pasukan 'penjajah' asing". NIIS menguasai Suriah timur dan utara, dan menerapkan hukum syariah di beberapa kota di sana. Kelompok ini kabarnya
menguasai empat kota perbatasan Atmeh, al-Bab, Azaz, dan Jarablus dengan tujuan mengendalikan arus perpindahan manusia dari Suriah ke Turki. Pejuang asing di Suriah mencakup para jihadis berbahasa Rusia yang awalnya merupakan anggota Jaish al-Muhajireen wal-Ansar (JMA). Pada November 2013, pemimpin JMA asal Chechnya, Abu Omar al-Shishani, berbaiat kepada al-Baghdadi. JMA
kemudian terbelah antara pihak pendukung al-Shishani dan pihak yang melanjutkan operasi JMA secara terpisah di bawah kepemimpinan baru.
Pada bulan Januari 2014, pemberontak yang berafiliasi dengan Front Islam dan Pasukan Suriah Bebas yang dilatih Amerika Serikat melancarkan serangan melawan militan NIIS di dalam dan sekitar kota Aleppo. Bulan Mei 2014, Ayman al-Zawahiri meminta Front al-Nusra untuk menghentikan serangan terhadap pesaingnya, NIIS. Bulan Juni 2014, setelah pertempuran berlarut-larut antara kedua kelompok tersebut, cabang
al-Nusra di kota Al-Bukamal, Suriah, berbaiat kepada NIIS. Pada pertengahan Juni 2014, NIIS menduduki perlintasan Trabil di perbatasan Yordania-Irak, satu-satunya perlintasan perbatasan antara kedua negara ini. NIIS didukung oleh sebagian kecil masyarakat di Yordania walaupun tidak banyak karena faktor penindasan pemerintah di Yordania. NIIS melakukan perekrutan di Arab Saudi karena suku-suku di utara Arab Saudi berhubungan dekat dengan suku-suku di Irak barat dan Suriah timur.
Pada tanggal 29 Juni 2014, organisasi ini mengklaim diri sebagai kekhalifahan dunia. Abu Bakr al-Baghdadi-dikenal oleh para pendukungnya dengan sebutan Amirul Mu'minin, Khalifah Ibrahim-diangkat sebagai khalifah, dan kelompok ini mengganti namanya menjadi ad-Dawlah al-Islmiyah (,). Sebagai "kekhalifahan", NIIS mengklaim kendali agama, politik, dan militer atas umat Islam di
seluruh dunia. Konsep kekhalifahan dan nama "Negara Islam" ditolak oleh pejabat pemerintahan dan tokoh-tokoh Islam di seluruh dunia.
Pada bulan Juni dan Juli 2014, Yordania dan Arab Saudi mengerahkan pasukannya ke perbatasan Irak setelah Irak kehilangan kendali atas titik-titik perlintasan strategis yang dikuasai NIIS atau suku-suku pendukung NIIS. Kala itu muncul spekulasi bahwa Perdana Menteri Irak Nouri al-Maliki memerintahkan penarikan tentara dari perbatasan Irak-Saudi untuk "menekan Arab Saudi dan menciptakan ancaman bahwa NIIS juga akan menyeberang ke Arab Saudi".
Pada Juli 2014, NIIS merekrut lebih dari 6300 orang menurut Syrian Observatory for Human Rights. Beberapa di antaranya diduga pernah menjadi bagian dari Pasukan Suriah Bebas. Tanggal 23 Juli 2014, pemimpin Abu Sayyaf, Isnilon Totoni Hapilon, dan sejumlah pria bertopeng berbaiat kepada al-Baghdadi lewat rekaman video sehingga NIIS juga hadir di Filipina. Bulan September 2014, kelompok ini mulai menculik orang-orang untuk dimintai