اجتمع الوزير وقادة الجند وأعيان بغداد وأخذوا يعدون الجيوش للدفاع عنها أما الخليفة فإنه أرسل هدية بسيطة مع أحد القضاة إلى هولاكو وحمله رسالة جاء فيها:"لو غاب عن الملك فله أن يسأل المطلعين على الأحوال إذ إن كل ملك - حتى هذا العهد - قصد أسرة بني العباس ودار السلام بغداد كانت عاقبته وخيمة ومهما قصدهم ذووا السطوة من الملوك وأصحاب الشوكة من السلاطين فإن بناء هذا البيت محكم للغاية وسيبقى إلى يوم القيامة.
استشاط هولاكو غضبا من رسالة الخليفة وصمم على مهاجمة بغداد.
وفي المحرم سنة ٦٥٦هـ حاصر هولاكو بغداد فدافع جيش الخليفة عنها ولكنه لم يقو على الصمود لجيش المغول فسقطت المدينة في أديهم آخر الشهر.
وقد أجمل ابن طباطبا ما نزل بأهل بغداد في قوله: "فجرى من القتل الذريع والنهب العظيم والتمثيل البليغ ما يعظم سماعه جملة فما الظن بتفصيله".
وكان ما كان ما لست أذكره
فظن ظنا ولا تسأل عن الخبر [١٢]
وأصبحت بغداد التي كانت مضرب الأمثال في سعة العمران وتقدم الحضارة قفرا موحشة وتراكمت جثث القتلى في شوارعها فغيرت رائحتها وحدث بسبب هذا التغير وباء شديد راح ضحيته خلق كثير.
وفرّ بنفسه من أمكنه الفرار من أهل المدينة إلى بلاد الشام أما الخليفة ومعظم أفراد أسرته فقد خرجوا إلى هولاكو ولكنه أمر بقتلهم بعد أيام ولم يترك سوى الابن الأصغر الذي يقال إنه تزوج بعد ذلك من امرأة مغولية وأنجب منها ولدين [١٣] .