Mod midten af det 8. århundrede udbrød et oprør mod umayyaderne, idet provinsernes nyligt omvendte muslimer var utilfredse med deres ringe muligheder i det islamiske samfund. Abbasiderne, der nu tog magten, kunne føre deres familie tilbage til Muhammads onkel al-Abbas. Dette gav dem langt større legitimitet som islamiske herskere end umayyaderne.

Under abbasiderne flyttedes rigets hovedstad fra Syrien til Irak, hvor først Baghdad i 762 og siden Samarra i 836 blev anlagt som nye hovedstæder. Flytningen østpå betød også en stigende påvirkning fra den iranske kultur frem for Middelhavsområdets byzantinske. Denne periode, der betragtes som en form for guldalder, nåede kulminationspunkter under kalifferne Harun al-Rashid (786-809) og al-Mamun (813-833). Litteratur, teologi, filosofi og naturvidenskab blomstrede, og i Baghdad oprettedes Visdommens Hus (Bayt al-hikma), hvor antikke værker fra den hellenistiske tradition oversattes til arabisk. Kalifferne lod opføre enorme paladser og paladsbyer, der udsmykkedes med en sagnomspunden pragt.

Kalifatet udvidedes ikke under abbasiderne, men oplevede tværtimod et stigende pres fra de byzantinske styrker i det østlige Middelhavsområde. Ydermere begyndte fra det 9. århundrede en opsplitning af riget indefra. På Den Iberiske Halvø havde en undsluppet umayyade grundlagt et selvstændigt rige, og i Nordafrika blev abbasidernes overhøjhed snart kun af formel art. Noget tilsvarende gjorde sig gældende i dele af det iranske område, hvor lokale guvernører oprettede selvstændige dynastier, som sjældent eller aldrig betalte skatter til abbasiderne.

Abbasiderne mistede endeligt den politiske magt, da buyiderne i 945 besatte Baghdad og overtog deres irakiske og iranske besiddelser. Buyiderne var oprindeligt lejesoldater, der stammede fra det nordlige Iran. Modsat abbasiderne var de shiitter, men de tillod de abbasidiske kaliffer at fortsætte i Baghdad, nu alene som religiøse overhoveder over sunni-muslimerne. Buyidernes herredømme varede omkring 100 år, indtil de i 1055 besejredes af de tyrkiske seljukker.

Under abbasiderne udvikledes en særlig islamisk dekorationsform, den såkaldte Samarra-stil, med geometriske og plantelignende mønstre. Samarra-stilen kom, ligesom den arabiske skrift, til at spille en vigtig rolle som kunstnerisk udsmykning i mange forskellige sammenhænge – fra bygningernes stuk og sten til træskærerarbejder, glas, metal, samt keramik, der nu også teknisk set gennemgik en vigtig udvikling. De nye retningslinier inden for kunst og arkitektur, der udgik fra Baghdad og Samarra, kopieredes overalt i den islamiske verden – fra Atlanterhavets kyst til Centralasien.