В 642 г. под Нехавендом произошла последняя крупная битва, данная персидскими войсками. Нехавенд пал, после чего арабы легко овладели городами Рей (ныне Тегеран), Казвин, Кумис и вступили на территорию современного Азербайджана. В 644 г. арабы заняли города Хамадан, Кум, Каман, Исфахан. В 651 г. близ Мерва был убит последний шахиншах из династии Сасанидов — Иездигер III, правнук Хозрова I. В том же году арабы завладели всем государством Сасанидов, за исключением областей на юге Каспийского моря, а также вторглись на территорию современного Афганистана.
Со времени арабского завоевания в Персии стала постепенно распространяться новая для местного населения религия — ислам, но лишь к концу X века она стала религией большинства жителей. При этом местные феодалы принимали ислам охотнее, чем другие слои населения. Принимая ислам, они хотели сохранить и упрочить свое привилегированное положение в обществе. Купцы также принимали ислам, поскольку мусульманское купечество платило пошлины в половинном размере по сравнению с немусульманами.
С конца VII века делопроизводство в канцеляриях всего Багдадского халифата, в том числе и в Персии, было переведено на арабский язык, который стал общепринятым языком.
Недовольство местного населения и центробежные силы в халифате привели к усилению кризиса феодальных княжеств, лишь номинально зависимых от Багдада.
В 821 г. в Хорасане образовался наследственный эмират Тахиридов (821—873). В 861 г. в Систане (Сеистане) образовался эмират Саффаридов (861—900). Саффариды в 873 г. захватили владения Тахиридов. К северу от Хорасана их государство граничило с образовавшимся в IX веке государством Саманидов.
В 900 г. саффаридское войско было наголову разбито около Балха войском Исмаила Саманида. Хорасан и через несколько лет вся восточная Персия вошли в состав таджикского государства Саманидов с центром в Бухаре и находились в его составе целое столетие.
В прикаспийских районах, особенно в Гиляне и Дейлеме, образовалось несколько мелких государств. В Западной Персии к 935 г. сложилось государство Бундов (935—1055). В 945 г. Буиды захватили Багдад и завладели политической властью, отстранив халифов от государственных дел. Формально они управляли от имени халифа, за которым признавалась духовная власть в мусульманском мире, и именовались «амир-аль-умара» («эмир эмира»). Им подчинялись Арабский Ирак с Багдадом и Басрой, Хузистан, Фарс, Керман, районы Хамадана, Исфахана и Рейя.
В 1221 г. татарские войска Джебэ и Судэдэй-багатура вторглись в Северную Персию. Татары учинили резню в городах Балх, Мерв, Херат, Туе, Нишапур, Сабзавар, Рей, Казвин, Хамадан. В Азербайджане той же участи подверглись города Марага и Ардебиль, а в Ширване — Байкалам и Шемаха.
К середине XIII века большая часть Персии и Закавказье были захвачены татарами. Непокоренными остались лишь владения исмаилитов в горах Альбурса и в Кухистане, а также владения багдадских халифов в Арабской Персии и в Хузистане.
В 1251 г. в Монголии состоялся курултай, на котором великим ханом избрали Мэнгу, сына Тулуй-хана, внука Чингисхана. Тогда же решили начать подготовку к большому походу для окончательного завоевания Персии и для захвата других стран Западной Азии. Командование походом возложили на Хулагу-хана.
В 1253 г. войско Хулагу-хана вышло из Монголии, но лишь в январе 1256 г. перешло Аму-Дарью и вторглось в Хорасан.
Хулагу-хану удалось завоевать последние независимые территории Персии, а в начале 1258 г. он взял Багдад. По словам персидского ученого XIII века Рашид ад-Дина, все богатства халифа и его казны, «все, что собирали в течение 600 лет, горами нагромоздили вокруг ханской ставки».
Затем татары захватили Васит, перерезав там около 40 тысяч жителей. Важнейший персидский порт Басра сдался без боя. А жители Хилы (умеренные шииты-имамиты) навели понтонный мост через Евфрат и радостно вышли навстречу завоевателям. Здесь сказалась общая тенденция политики Хулагу-хана — опираться на религиозные меньшинства.
Хулагу-хан самовольно, то есть без санкции Каракорума, создал новое государство — пятый улус Монгольской империи, в 1261 г. признанный великим ханом Хубилаем. Хулагу-хан, правивший улусом с 1256 по 1265 год, носил титул ильхана («хана племени»), то есть улусного хана. Этот титул перешел и к его преемникам.
