بدأ القائد المغولي هولاكو خان سنة 1257 بتجميع عدد ضخم من جيوش الإمبراطورية المغولية بغية احتلال بغداد.[101] وعند وصوله لعاصمة الخلافة الإسلامية طلب هولاكو من الخليفة العباسي المستعصم بالله الاستسلام ولكن الخليفة رفض الاستسلام، مما أثار غضب هولاكو فأمر بتدمير العاصمة وهو ما يتفق مع إستراتيجية المغول في تثبيط المقاومة، وقد دمرت بغداد بالكامل،[102] وتراوحت التقديرات إلى أن عدد القتلى ما بين 200،000 إلى مليون شخص.[103] وبتدخل من زوجة هولاكو النسطورية دوكوز خاتون لم يتعرض أحد للسكان المحليين المسيحيين.[104][105]، إضافة إلى حرق مكتبة بيت الحكمة التي كانت تعتبر أعظم مكتبة علمية وأدبية وفنية في ذلك الوقت، حيث كانت تحتوي على عدد لا يحصى من الكتب القيمة والوثائق الأثرية التي لا تقدر بثمن.[106]
ويعتقد بعض المؤرخين بأن الغزو المغولي قد دمر البنية التحتية للنظام الزراعي والذي ابقى على ازدهار بلاد الرافدين لألوف السنين.[107] إلا أن مؤرخين آخرين أشاروا إلى ان ملوحة التربة هي السبب الرئيسي في تراجع القطاع الزراعي [108].
وبعد الغزو المغولي حكم العراق الجلائريون، وفي سنة 1401 غزا تيمورلنك العراق، ودمر بغداد بعد استسلامها له، وقد قتل جراء التدمير حوالي 20,000 من الأهالي العزل.[109] وقد أمر تيمور لنك كل جندي أن يعود إليه ومعه رأسين من رؤوس الضحايا (ومن شدة خوف الجنود منه، قتلوا الأسرى الموجودين عندهم ماقبل دخولهم بغداد ليروه الرؤوس عند حضورهم إليه).[110] وضمها للدولة التيمورية.
وفي القرن الخامس عشر تمكنت قبائل الخروف الأسود (القره قوينلو) من بسط سيطرتها على العراق، حيث إستطاع زعيمهم بهرام خواجة من بسط سيطرته على مدينة الموصل، ومن ثم تمكن إبنه يوسف بن قره محمد حفيد بيرام من هزيمة الجيش الجلائري قرب تبريز في إيران، وتمكن خلالها من إحتلال العراق، وقد إنتهى حكم الخروف الأسود في سنة 1467م بعد أن تمكنت قبائل تركية أخرى وهم الخروف الأبيض (آلاق قوينلو) من إحتلال العراق، حيث تمكن أميرهم حسن الطويل من هزيمة جيش قبائل الخروف الأسود وطردهم من العراق.
إشتهر هذا العصر في العراق بكثرة النزاعات فيه على السلطة من قبل قبائل الخروف الأسود والخروف الأبيض، وانتهى حكم هذه القبائل بعد أن تمكن إسماعيل الصفوي من إحتلال العراق وأنهى حكم قبائل الخروف الأبيض فيه.[111]