旭烈兀在中東的軍事生涯分為兩個部分，簡直可以用判若兩人來形容。在他西征時，蒙古大軍是恐怖之極的戰争兇獸，神擋殺神佛擋殺佛，把木剌夷派和巴格達的哈裡發都打得威風掃地。在他人生的後半段，伊爾汗國的軍隊就拿不下埃及，成就了馬穆魯克的神話，以至于萬裡之遙的德裡蘇丹國都要主動靠上去給馬穆魯克王朝當小弟。旭烈兀還是那個旭烈兀，他的本事沒變，變得隻是他手下的部隊，因為和全盛時期相比，他能用來對抗馬穆魯克的人馬已經還不到以前軍力的十分之一。
旭烈兀西征的人馬和建立伊兒汗國的軍隊并不是一回事，兩者在數量上差距非常大。 旭烈兀西征前，蒙古帝國為了消滅花剌子模的殘餘勢力，派遣了三個萬人隊進入中東。這三個萬人隊分别是原蒙古在中東第一話事人綽爾馬罕親自統領的第一萬戶，這部分人馬在綽爾馬罕死後歸屬其子拜顔統帥；也可也速爾指揮的第二萬戶；畏兀兒、突厥人、喀什人、庫車人等中亞、新疆土著組成的第三萬戶，他們的指揮官是滅裡沙。蒙古帝國以這三個萬戶的人馬為基礎，不斷抽調各個宗王的部隊進攻中東，綽爾馬罕手下人馬最多時可以達到十萬人。綽爾馬罕死後，旭烈兀接手中東事務，他的嫡系人馬就變成了鎮守喀什葛爾等地的探馬赤軍，這隻混血部隊有兩萬人。第三次西征開始後，蒙哥動員了整個家族的力量給他湊份子。
旭烈兀的姑姑華筝，不，扯扯幹别吉（成吉思汗幼女）首先派兵參加他的右翼部隊。旭烈兀的右翼還有兩部分組成，一部分是察合台汗國的大侄子台古歹兒斡魯立統帥的察合台汗國軍隊，一部分是虔誠的基督徒怯裡不花統帥的乃蠻人。他的中軍部分除了接手的探馬赤軍外，還有寶貝兒子阿巴哈親自統帥的“家族遺産”，旭烈兀的最小弟弟雪别台也帶着部分家族人馬參戰。在蒙古王爺中，術赤系統的諸王最為“熱心”，拔都的大哥斡兒答派自己的兒子帶着一萬騎兵助戰，拔都五弟昔班（昔班尼就自稱是他的後人，藍帳汗國）的兒子巴剌罕帶着上萬騎兵助戰。此外蒙哥本人還派出了郭侃等漢軍精銳出征。
第三次西征蒙古帝國征集了12萬大軍歸屬旭烈兀使用，旭烈兀留下了綽爾馬罕家族的萬人隊和部分人馬留守，帶着13萬大軍（右翼6萬，中軍四萬，左翼三萬）殺向中東。旭烈兀帶着這隻部隊自然是所向無敵，問題是蒙哥死後西征結束，這隻部隊中的宗王部隊就各找各媽回到各自的封地。這一下子就帶走了旭烈兀近半人馬，隻有術赤系的兩萬多大軍還留在中東，這部分人馬已經和旭烈兀的嫡系人馬相當，旭烈兀不敢怠慢，隻好把阿塞拜疆地區的大不裡士和蔑剌哈兩座大城拿出來供養他們。但術赤的子孫們并不滿意，昔班的兒子巴剌罕（他的堂侄）敢想敢幹，就在軍中讓巫師做法詛咒旭烈兀，想吞并整個阿塞拜疆。旭烈兀也不客氣，直接弄死了熊孩子，金帳汗國是以和旭烈兀決裂，雙方打得不亦樂乎。
旭烈兀真正能用來PK埃及的部隊是留守叙利亞的萬人部隊，統帥怯的不花還要依靠十字軍盟友幫助才能對抗馬穆魯克。1260年馬穆魯克王朝内部火拼，黑豹拜巴斯殺上位，旭烈兀又派出了6000蒙古大軍遠征埃及，按照中東曆史學家烏馬爾的看法裡面真正的蒙古人不過是1800人。和鼎盛時期的軍力相比，旭烈兀能用在叙利亞埃及方面的部隊，不過西征時的十分之一，打不過馬穆魯克其實很正常。