Mongolerne var et nomadefolk, og deres kolossale erobringer startede under Djengis Khan (ca. 1167-1227). Fra Mongoliet invaderede han i 1213 Kina, hvilket blev begyndelsen på det mongolske yuan-dynasti. De mongolske rytterhære rykkede derpå mod vest og havde allerede i 1223 indtaget Centralasien, Afghanistan og det nordlige Iran. Nogle år senere trængte Djengis Khans sønnesøn Hülegü Khan endnu videre mod vest ind i Irak, hvor Baghdad ødelagdes og den sidste abbasidiske kalif al-Mustasim myrdedes i 1258. De tilsyneladende uovervindelige mongolers fremmarch blev først stoppet af mamlukkerne i slaget ved Ayn Jalut i Palæstina i 1260. I mongolernes storrige blev Hülegü nu hersker over den del, der med centrum i det vestlige Iran strakte sig over Irak, ind i Anatolien og op til Aralsøen. Han tog titlen “Il Khan”, den underordnede khan, der var underlagt storkhanen i Mongoliet.

Ovenpå mongolhærens voldsomme ødelæggelser fulgte under il-khaniderne en kulturel rig periode. De nye magthavere overtog i høj grad deres undersåtters kulturelle traditioner. Khanerne, der fra 1295 var muslimer, lod deres nyopførte paladser, moskeer og gravmonumenter beklæde med fliser, der overgik seljukkernes i farverigdom. Guld og sølv blev brugt i rigt mål til indvævning i tekstiler og til metalindlægning. Ved siden af traditionelle motiver optræder nye såsom lotusblomster, krysantemer, fønikser og drager, som et udtryk for mongolernes kontakt med Kina.

I 1335, da il-khaniden Abu Said døde barnløs, startede rigets opløsning. Det iransk-irakiske område splittedes efterhånden op i en række mindre riger med lokale herskerfamilier, såsom muzaffariderne, injuiderne og jalayiriderne. Disse relativt kortlivede dynastier var kendetegnet af voldsomme interne og eksterne magtkampe, men adskillige af deres fyrster blev også vigtige mæcener for kunst og kultur.

Området øst for il-khanidernes rige regeredes af det mongolske chagatay-dynasti, mens andre grupper af mongolske rytterhære allerede under Djengis Khan var trængt ind i Rusland, Sibirien og langt ind i Balkan. Disse erobrede områder stabiliseredes til et rige under den klan, der blev kendt som Den Gyldne Horde. Mongolerne opgav snart nomadetilværelsen og etablerede store byer som hovedstaden Saray ved Volga-floden. Fra 1313 var Den Gyldne Hordes ledere muslimer, mens deres undersåtter var russisk-ortodokse kristne. Kunstværkerne fra Den Gyldne Horde, hvis khanat (rige) gradvist gik i opløsning i løbet af det 15. århundrede, vidner dog i form og motivvalg om mongolernes østlige herkomst.