هلاكو (۵۶۵ تا ۶۶۳ هجرى قمرى)
در دروهٔ سلطنت منگوقاآن از طرف او به ايران آمد تا اسماعيليان را نابود كند و خليفهٔ بغداد را مطيع سازد. در ۶۵۴ لشكر مغول بسيارى از قلاع اسماعيليان را محاصره كردند. در همان سال قلعهٔ الموت به‌دست هلاكو افتاد و خورشاه تسليم وى شد. هلاكو امر به نابود كردن كتابخانهٔ اسماعيليان كرد ولى عطاملك‌جوينى باعث شد تا به جز كتاب‌هاى مذهبى اسماعيليان بقيهٔ كتاب‌ها حفظ شوند. پس از آن هلاكو به بغداد لشكر كشيد على‌رغم اينكه مستعصم بالله خليفهٔ عباسى به خدمت او رسيد، هلاكو او و مردم بغداد را قتل و عام كرد و به خلافت ۵۲۵ سالهٔ عباسيان خاتمه داد. شهر مراغه را پايتخت خود ساخت و خواجه نصيرالدين‌طوسى به امر او به‌بناء رصدخانه و بستن زيج‌ايلخانى مشغول شد. قلمرو هلاكو از آسياى صغير در غرب تا هرات در شرق، گرجستان در شمال و خليج فارس در جنوب گسترده بود. او قصد تسخير مصر را داشت كه با شنيدن خبر درگذشت بردار خود منگوقا‌آن به ايران بازگشت و در آذربايجان مُرد.

آباقاخان (۶۶۳ تا ۶۸۰ هجرى قمرى)
پسر هلاكو بود كه بخشى از سلطنت او به جنگ با مدعيان در خراسان و خوارزم گذشت. در دورهٔ او شرف‌الدين ابراهيم، قاضى‌القضاة فارس ادعاى مهدويت كرد و در فارس برخاست و بى‌رحمانه سركوب شد. او نيز چون پدر خود قصد تسخير مصر را داشت ولى لشكريان او دو بار از سلطان‌ مصر شكست خوردند. او با دختر امپراتور روم شرقى (بيزانس) ازدواج كرد و خود مسيحى شد. قلمرو او تاكنار درياى مديترانه گسترش يافت. او در همدان درگذشت.

تكوداراحمد (۶۸۰ تا ۶۸۳ هجرى قمرى)
پسر هلاكو و نخستين ايلخانى بود كه اسلام پذيرفت و به همين دليل با پادشاه مصر صلح كرد. بزرگان مغول با او از درِ مخالفت درآمدند و ارغون پسر آباقاخان بر او شوريد امّا گرفتار شد. ولى پس از چندى بزرگان مغول او را نجات دادند و تكوداراحمد متوارى شد. پس از چندى گرفتار و كشته شد.

ارغون (۶۸۳ تا ۶۹۰ هجرى قمرى)
پس از تكودار در هشترود آذربايجان بر تخت نشست. سياست پدر خود را ادامه داد و براى جلوگيرى از نفوذ دولت مصر با دولت‌هاى اروپائى روابط برقرار كرد. در زمان او شورشى در لرستان به پا شد كه منجر به گرفتن اصفهان و كشتن مأموران ايلخان شد. اين عصيان فرونشانده شد. به فرمان ارغون، شمس‌الدين‌جوينى كه وزارت هلاكو، آباقا و تكودار را داشت، همراه با جمعى از فرزندان خود كشته شد. سپس سعدالدوله يهودى را به وزارت خود برداشت. اين اقدام به‌منظور كاستن از نفوذ مأموران ايرانى صورت گرفت.

گيخاتو (۶۹۰ تا ۶۹۴ هجرى قمرى)
فرزند آباقا در زمان پدر فرمانرواى آسياى صغير بود. سياست غلط و ولخرجى‌هاى او باعث تهى‌شدن خزانه گشت. براى مقابله با اين وضع نوعى اسكناس چرمى به‌نام چاو تهيه نمودند كه با شورش مردم مواجه شد. بايدوخان نوهٔ هلاكو كه در بغداد بود به جانب او تاخت و وى را در همدان شكست داد و چند روز بعد او دستگير و كشته شد.

بايدو (۶۹۴ هجري قمري)
او ۶ ماه بيشتر سلطنت نكرد و در پيكار با غازان‌خان فرزند ارغون كشته شد. در اين زمان بر اثر مالياتهاي وجهي و جنسي كمرشكني كه گرفته مي‌شد، نواحي بسياري خالي از سكنه گشتند و مردمان آنها متواري شدند. به عنوان برخوردي با اين وضع مغولان، روستاييان را مقيد به زمين كردند ولي قسمت اعظم زمينها غيرمزروع باقي ماند و زارعان آنها را رها كردند.

غازان (۶۹۴ تا ۷۰۳ هجرى قمرى)
در تبريز به تخت نشست، اسلام آورد و نام محمود بر خود گذارد و اسلام را دين رسمى دولت ايلخانان اعلام كرد. وضع رعايا در هنگام جلوس غازان به تخت بسيار بد بود به اين دليل اوضاع مالياتى را سروسامان داد و امنيت در قلمرو خود به‌وجود آورد و تدريجاً در وضع رعايا بهبودى نسبى حاصل شد. غازان در جهت آبادانى شهرهاى ويران و اراضى باير مى‌كوشيد. در زمان او عيار سكه‌ها در تمام بلاد ايلخانى يكسان شد. او همچنين در جهت آبادانى شهرهاى ويران و اراضى باير اقدام كرد و اين اصلاحات تغييرات اساسى در زندگى شهرنشينان به‌وجود آورد. وزير ايرانى او رشيدالدين‌فضل‌الله در اصلاحاتى كه غازان صورت مى‌داد نقش مهمى داشت. غازان به‌ترويج علوم و صنايع نيز علاقهٔ بسيار داشت. تبريز كه در زمان اباقاخان پايتخت شده بد روقن بى‌سابقه‌اى يافت بود. او شنب غازان را در تبريز ساخت كه از عجايب بناهاى اسلامى زمان خود بود. نيز دوبار به شام و مصر لشكر كشيد كه بار اوّل پيروز گشت ولى بار دوّم شكست خورد. او در ۳۳ سالگى در قزوين درگذشت. اصلاحات او اگر چه تغييراتى به‌وجود آورد ولى عامهٔ مردم همچنان در فقر و فاقه مى‌زيستند.

الجايتو/ محمد خدابنده (۷۰۳ تا ۷۱۶ هجرى قمرى)
برادر غازان بود كه تحت نفوذ علامهٔ حلى به مذهب تشيع گرويد. در زمان او گيلان كاملاً به دولت ايلخانان پيوست. او بناى سلطانيه را در نزديكى زنجان كه بناى آن از زمان غازان شروع شده بود به انجام رسانيد و آنجا را مركز سلطنت خود قرار داد. رشيدالدين فضل‌الله كه در زمان او نيز قدرت خود را به‌طور كامل حفظ كرده بود، ربع رشيدى را در تبريز بنا كرد. اصلاحات زمان غازان در اين دوره نيز ادامه يافت.

ابوسعيدبهادر (۷۱۶ تا ۷۳۶ هجرى قمرى)
او پسر الجايتو و هنگامى كه به سلطنت رسيد سيزده‌ساله بد. در زمان او به‌دليل لغو اقدامات غازان در گوشه‌وكنار طغيان‌هائى رخ مى‌داد كه او به كمك امير چوپان سپهسالار خود آنها را سركوب كرد. در زمان او خواجه رشيد‌الدين فضل‌الله به مسموم كردن الجايتو متهم و كشته شد. با مرگ ابوسعيد در واقع كار سلسلهٔ ايلخانان مغول به پايان رسيد.