阿拉伯人在波斯全力推行伊斯兰教，排斥波斯国教琐罗亚斯德教以及摩尼教、基督教等宗教，逐渐形成绝大多数波斯人改奉伊斯兰教的局面，这对伊朗的宗教、文化、意识形态和生活方式带来深远的变化。多数波斯穆斯林信奉伊斯兰教的什叶派，波斯逐渐成为伊斯兰教什叶派的大本营。后来，波斯什叶派成为反对阿拉伯帝国内享有国教地位的逊尼派的最强大的异端力量，这对波斯与阿拉伯人的关系有着重大的影响。

阿拉伯帝国从651~1055年统治波斯达400之久。波斯各族人民不断爆发反对异族统治的起义，削弱了阿拉伯帝国对波斯的统治。9世纪中叶以后，阿拉伯帝国的国力日益衰落，在波斯境内出现了不少地方割据的小朝廷：塔希尔王朝（820~872）、萨法尔王朝（867~903）、萨曼王朝（874~999）、白益王朝（945~1055）等。此时，统治波斯的阿拔斯哈里发仅是名义上的统治者，阿拉伯帝国对波斯的统治已告结束。

二、 伊尔汗王朝(1256~1335年)
曾经横扫中亚和西亚的蒙古人也曾是波斯的统治者。1253年，成吉思汗的孙子旭烈兀受蒙古大汗蒙哥的派遣，率10余万大军越过阿姆河西征侵入波斯。1256年占领了波斯全境，建立了伊尔汗国（元世祖忽必烈必须授予其弟旭烈兀“伊尔汗”称号。“伊尔汗”意为“部落的首领），成为蒙古四大汗国之一。1258年，旭烈兀率军攻占巴格达，处死哈里发，消灭阿拉伯帝国的阿拔斯王朝。蒙古军后又占领了大马士革。以大不里士为京都的伊尔汗国，其疆域东至阿姆河，西临地中海，北达高加索，南抵阿拉伯海。

波斯高度的文明和伊斯兰教对蒙古征服者产生了事例的影响，使他们的生活方式逐渐波斯化，讲波斯语，皈依伊斯兰教。1295年即位的合赞汗（1295~1304），奉伊斯兰教为国教，号称苏丹，并颁令军队全体将士改奉伊斯兰教。在合赞苏丹统治时期实施的另一项制度改革，则是改变了旭烈兀时期建立的蒙古传统的封建军事制。新建立的采邑制为封建继承占有制，将农民固定在土地上。这为地方割据、削弱中央政权创造了条件。合赞苏丹的改革，促进了经济发展。1316年，完者都苏丹（1304~1316）去世后，伊尔汗王朝出现内部纷争，陷于分裂。1315年，伊尔汗国灭亡，出现了以大不里士为首府由蒙古王朝统治的哲拉伊尔国（1336~1411），和以设拉子为首府由波斯王朝领导的扎法尔国（1313~1393）。

三、 帖木儿王朝(1370~1507年)
曾任西察合台汗国大臣的帖木儿（1336~1405）于1370年灭西察合台汗国。他以撒马尔罕为都城，建立了帖木儿汗国。1380年入侵波斯。此后又征服了阿富汗、南高加索、两河流域、北印度和小亚细亚诸地，形成了“帖木儿帝国”。1405帖木儿去世，其子沙哈鲁继位。沙哈鲁在位时（1405~1447）迁都赫拉特。当时，帖木儿帝国繁荣强盛，撒马尔罕和赫拉特曾成为远近闻名的经济和文化中心。在沙哈鲁时代，帖木儿帝国曾派遣百余人的代表团访问中国，当时随团作家据此曾写下了《沙哈鲁遣使中国记》。

1447年，沙哈鲁去世不久，内战又起。此后，帖木儿帝国分裂为两国，分别以赫拉特和撒马尔罕为权力中心。帖木儿帝国的努力进一步衰落，其实际控制的领土萎缩到波斯东部呼罗珊一带。1507年，乌兹别克人入侵，帖木儿帝国灭亡。

15世纪初，土库曼的游牧部落在底格里河上游的迪亚巴克尔地区兴起，分别建立了黑羊王朝（1379~1468）和白羊王朝（1378~1502）（因其旗帜上绘有阿塞拜疆南部、亚美尼亚、库尔德斯坦和伊拉克，建都大不里士。白羊王朝占据了两河流域的部分地区和亚美尼亚的一部分。1468年白羊王朝吞并黑羊王朝，迁都大不里士。

四、 萨法维王朝(1502~1736年)
13世纪末，阿塞拜疆阿达比尔地区的部落酋长萨非丁强盛。15世纪下半叶，白羊王朝内讧不断，国势日衰。萨非家族与白羊王朝争夺阿塞拜疆。

1502年，萨非丁的后裔伊斯玛仪（1487~1524）灭白羊王朝，建立萨法维王朝，自任国王，称伊斯玛仪一世，定都大不里士。鉴于大多数波斯穆斯林信奉什叶派，因此什叶派势力增大，伊斯玛仪一世就利用什叶派来巩固萨非家庭的政权，定伊斯兰教什叶派为国教。

伊斯玛仪一世建立萨法维王朝后，就向周边地区进行征伐。1502年征服了波斯中部和西部地区，1507年先后占领了亚美尼亚和库尔德斯坦。伊斯玛仪一世力图恢复古波斯帝国的国势，派大军进行远征，1508年占领呼罗珊，随后出兵深入中亚腹地。萨法维王朝极为昌盛，其版图东达阿富汗，西至两河流域，北到阿姆河，南濒波斯湾，成为中东地区的大国。

萨法维王朝向外扩张，遇到奥斯曼帝国和马兹别克两个强敌。奥斯曼帝国与萨法维王朝在争夺南高加索、库尔德斯坦、两河流域等地区发生冲突。双方均打出宗教圣战的旗号，以什叶派与逊尼派的教派之争为借口。1514年，奥斯曼帝国军队进攻波斯，双方军队在查尔迪兰（今伊朗西北部）发生激战，奥斯曼帝国军队取胜，占领了库尔德斯坦和亚美尼亚西部，一度占领萨法维王朝的首都大不里士。1534年、1548年和1553年，奥斯曼帝国军队又多次入侵波斯，夺取了波斯西部大片土发。1555年双方议和；奥斯曼帝国占有两河流域，阿塞拜疆归属波斯，格鲁吉亚和亚美尼亚则由两国瓜分。波斯与奥斯曼帝国之间的争夺并没有就此结束，而是断断续续的战争延续达百年之久。

波斯的萨法维王朝实际上是以阿塞拜疆人为主体的多民族国家，其中人数较多的有波斯人、突厥人、阿拉伯人、土耳其人、亚美尼亚人等，波斯人只是被统治者之一波斯境内的各民族、各部落经常处于半独立的状态，游离于整体之外，还没有完全融合成一个波斯民族的认同观念。伊斯玛仪一世曾非常重视国家的统一和形成统一的民族问题，他在1502年正式宣布伊斯兰教什叶派为国教。伊斯玛仪一世及其继承者，都把宗教视为统一不同民族为单一民族的工具，这对波斯历史的发展有着重大的影响。

由于萨法维王朝的残酷统治和横征暴敛，王室、贵族和官员的贪赃枉法，使民不聊生，民族之间的矛盾也日益加深。因此，波斯各地区不断爆发反对萨法维王朝统治的起义，使萨法维王朝的力量受到沉重的打击。

1587年，阿巴斯一世（1587~1629）登基时，萨法维王朝已处于内外交困的境地。他励精图治，进行了一系列改革，使国内社会稳定，经济有所发展，国力大增。与此同时，奥斯曼帝国和乌兹别克对波斯的威胁也在不断增大。阿巴斯一世是一位大智大勇的君主。为了遏制乌兹别克人的威胁，阿巴斯一世对奥斯曼帝国做了很大的让步。根据1590年签订的《君士坦丁堡和约》，萨法维王朝将格鲁吉亚、亚美尼亚、阿塞拜疆、大不里士和鲁利斯坦的部分土地割让给奥斯曼帝国。萨法维王朝迁都伊斯法罕。与此同时，阿巴斯一世对内政进行了一系列改革，以缓和人民的不满和民族之间的矛盾，并重视发展经济。