خواجه پس از مدتى اقامت در قهستان بنا بدر خواست علاء الدين محمد پادشاه اسماعيليه بهمراهى ناصر الدين بقلعه ميمون‌دز رفت و پادشاه اسماعيلى مقدم او را گرامى داشت و در اعزاز و احترام وى افزود و كتابخانه مهم خويش را براى مطالعه در اختيار وى گذاشت و خواجه در آنجا بى‌اختيار ببود تا آنكه علاء الدين درگذشت و نوبت سلطنت بخورشاه رسيد، و در اين وقت هلاكو براى استيصال اسماعيليه باطراف قلاع ايشان لشكر كشيد، و خور شاه باستصواب خواجه تسليم شد. و در روز يكشنبه اول ذيقعده سال ٦٥٤ با اعيان دولت خود و خواجه جهان و جمعى كه در قلعه محبوس بودند از دژ بزير آمد.

هلاكو چون مراتب فضل و كمال خواجه را شنيده بود و هم آگاه شده بود كه خور شاه بصلاح‌ديد وى دست از ستيز و آويز كشيده است او را بنواخت و ملازم ركاب خويش گردانيد. و چون از كار اسماعيليه فارغ شد بفكر فتح بغداد و تنبيه خليفه برآمد و در اين باب با خواجه مشورت نمود و خواجه او را در اين امر تشويق كرد و هلاكو متوجه بغداد گرديد و آن شهر را در محاصره افكند، و مدتى زمان محاصره امتداد يافت تا آنكه لشكر مغول از اطراف ببغداد حمله كردند و كار را بر لشكر خليفه و مردم بغداد تنگ نمودند تا خليفه ناچار به تسليم گرديد و روز يكشنبه چهارم صفر سال ٦٥٦ با سه پسر خود از شهر بيرون شد و باردوى هلاكو خان رفت و بغداد به تصرف مغولان درآمد.

هلاكو پس از نابود كردن خليفه از اطراف بغداد حركت كرد و متوجه تختگاه خويش گرديد. خواجه طوسى پس از فتح بغداد سفرى بحله اسديه‌