在拖雷的四位嫡子中，旭烈兀拥有特殊的地位，他是第三次蒙古西征的主帅，同时也是伊尔汗国的创建者，旭烈兀建立的伊尔汗国，则是四大汗国中与元朝关系最紧密的一个。

旭烈兀的三位兄弟，曾先后成为蒙古帝国的大汗，而旭烈兀则选择独立创业，他率领军队远征西亚，终结延续六百多年的阿拔斯王朝，使拖雷家族的势力扩张至两河流域，蒙古四大汗国之一的伊尔汗国也就此诞生。

公元1217年，旭烈兀出生于漠北草原，他的名字在蒙古语中有着“战士”的含义。旭烈兀是唆鲁禾帖尼的第三个儿子，在拖雷诸子中排行第六。

在旭烈兀九岁那年，曾与哥哥忽必烈前往草原狩猎，这是兄弟俩的初次狩猎，旭烈兀射中一只山羊，而忽必烈则射中了一只兔子。

当两人带着猎物返回时，刚好在额尔济斯河畔遇到祖父成吉思汗，当时的成吉思汗刚结束西征花剌子模的战争，他对两位孙子初次狩猎的成功感到高兴，并且按照蒙古人的习俗，亲自为旭烈兀和忽必烈举行拭指仪式。

在拖雷的四位嫡子中，旭烈兀是最像父亲的一个，他精通各种武器的使用，并且继承了父亲的打仗天赋，从后来旭烈兀西征时便能看出，他和父亲拖雷一样，对待敌人时冷酷无情，并且为了取胜不惜付出任何代价。

公元1232年，拖雷在远征金国时病逝，当时的大汗窝阔台，开始削弱拖雷家族的势力，旭烈兀和兄弟们在母亲的带领下，以隐忍的方式度过那段艰难岁月。

公元1248年，窝阔台的长子贵由去世，而旭烈兀的兄长蒙哥，后来则在拔都汗的帮助下继承汗位，使拖雷家族重新崛起。

蒙哥在成为大汗后不久，便决定发动第三次蒙古西征，他集结了帝国五分之一的军队，并且任命自己的三弟旭烈兀为主帅，让其率军攻打西亚地区。

公元1252年，怯的不花成为旭烈兀的先锋大将，并且带着一万余名军队率先西进，而旭烈兀直到一年之后，才率领主力部队向西进军，在旭烈兀临走之前，蒙哥还曾嘱咐自己的弟弟，一定要征服阿姆河两岸至埃及尽头的土地。

旭烈兀率军出发后，其军队的行进速度非常缓慢，当时的蒙哥希望旭烈兀在中亚地区逗留一段时间，以此来观察西路宗王对蒙哥的态度。

直到公元1255年，旭烈兀才率军抵达撒马尔罕，并且受到城中总督的接待。

而当时的术赤家族，则对旭烈兀的西征持反对态度，术赤家族认为阿姆河以西的土地，应当是金帐汗国的势力范围，旭烈兀的西征无疑是侵害了他们的利益。

旭烈兀抵挡撒马尔罕后，便和术赤家族展开了谈判，他们似乎达成了某种协议，即术赤家族派兵帮助旭烈兀西征，而旭烈兀在西征结束后，需要划出一部分土地交给金帐汗国。

公元1256年，旭烈兀率军渡过阿姆河，此时他已经得到金帐汗国的支援，其麾下拥有十万大军。

旭烈兀西征的第一个对手，则是位于里海南岸的木剌夷王国，这个王国以盛产刺客而闻名，因此也被称呼为刺客王国。

在怯的不花西进的时候，就已经和木剌夷王国爆发冲突，并且攻陷了该国的几座城市，当旭烈兀率领大军压境时，木剌夷王国的首领鲁克赖丁自知不敌，便派出使臣向旭烈兀请降。

而旭烈兀则认为，鲁克赖丁只是假意投降，他随后便下令兵分三路，朝着木剌夷王国的都城阿拉穆特堡进军。

当旭烈兀率军包围阿拉穆特堡后，鲁克赖丁自知大势已去，随后便出城向旭烈兀投降。

蒙古军队进入阿拉穆特堡后，旭烈兀下令彻底摧毁该堡，并且下令军队兵分数路出击，直至占领木剌夷王国全境。

而木剌夷王国的首领鲁克赖丁，在战后被旭烈兀派往东方拜见蒙哥，结果在半路上便被下令处决，曾横行伊朗高原的木剌夷王国宣告灭亡。

灭亡木剌夷王国后，蒙哥册封旭烈兀为伊尔汗，此举则标志着伊尔汗国的正式建立。

公元1257年，旭烈兀将四处出击的军队集结在一处，决定向阿拔斯王朝开战，他向巴格达派出使臣，给哈里发穆斯台绥木下达最后通牒，而穆斯台绥木则集结大军，沿着底格里斯河修筑防线，试图阻挡蒙古骑兵的进攻。

不久之后，旭烈兀率军突破底格里斯防线，并且指挥三路军队对巴格达进行了合围，此时的巴格达城中只剩下七万守军。

公元1258年的一月，旭烈兀率军攻破巴格达，穆斯台绥木被处决，巴格达城迎来一场灭顶之灾，延续六百多年的阿拔斯王朝宣告灭亡。

攻陷巴格达之后，旭烈兀率军占领阿塞拜疆地区，并且打算将伊朗西北部的马拉盖城，定为伊尔汗国的国都，而旭烈兀的这个行为，则为一场蒙古贵族之间的大规模内战埋下伏笔。

公元1259年，旭烈兀率军进入叙利亚，阿勒颇和大马士革相继被占领，导致萨拉丁建立的阿尤布王朝名存实亡。

当旭烈兀在叙利亚地区节节胜利的时候，他的兄长蒙哥在围攻钓鱼城时病逝，与此同时，拔都的弟弟别儿哥也向旭烈兀开战，当时已经改宗的别儿哥，曾指责旭烈兀屠城巴格达的行为，当旭烈兀占领阿塞拜疆后，别儿哥按照之前的约定，向旭烈兀索要阿塞拜疆的土地，可是却遭到旭烈兀的拒绝。

为了维护术赤家族的利益，别儿哥下令向旭烈兀开战，旭烈兀得知消息后，便命怯的不花留守大马士革，他本人则率领主力部队前往阿塞拜疆，准备迎接即将到来的战争。

由于蒙哥的突然去世，导致忽必烈与阿里不哥开始争夺汗位，旭烈兀在观望一段时间后决定支持忽必烈，并且得到了忽必烈的再次册封。

公元1260年的秋天，怯的不花在艾因贾鲁之战中，被埃及马穆鲁克军队击败，怯的不花本人阵亡沙场，之前被占领的城市也被马穆鲁克军队收复，第三次蒙古西征宣告结束。

△伊朗的乌鲁米耶湖

得知消息的旭烈兀，曾打算亲自率军南下为怯的不花复仇，可是当时的旭烈兀，正在面临来自金帐汗国的威胁，南下复仇的打算只能搁置。

公元1262年，旭烈兀与金帐汗国的军队，在高加索地区爆发了几场互有胜负的大战，双方军队都伤亡惨重。

公元1265年，旭烈兀在进行数日的狩猎和宴会后患病，并且在同年的二月去世，旭烈兀去世后，其遗体被埋在乌鲁米耶湖的沙希岛上，无数西征时掠夺的财宝成为陪葬品，不过其陵墓至今仍未被发现。