战争于1980年9月22日爆发，直至1988年8月20日结束。这场战争有时也被称为“第一次波斯湾战争”（相对于1990年—1991年伊拉克入侵科威特导致的“第二次波斯湾战争”或“海湾战争”而言）。这场战争进行得十分惨烈。战争双方都常常使用类似于一战中的人海战术攻击。伊拉克使用了包括塔崩毒剂在内的化学武器。尽管伊拉克率先挑起战争和使用化学武器，国际社会对其并没有施加太大的压力。
1982年6月，伊朗发动的一系列反攻夺回了伊拉克在战争初期占领的土地。伊拉克鉴于可能被彻底打败，向伊朗提出休战的建议。此时，伊朗试图打垮伊拉克政权，因此拒绝了这一建议。这样导致战争又进行了六年。
在此期间，西方海军力量介入该地区，试图保护海湾航道畅通。由此导致伊朗导弹攻击美国斯塔克号护卫舰；以及美国文森斯号巡洋舰击落伊朗民航客机，290名乘客和机组人员丧生。
为避免战争进一步升级，联合国安理会于1987年7月20日一致通过了第598号决议，要求两伊双方立即停火。598号决议通过后，由于两伊积怨已久，在停火问题上立场各异，分歧较大，谁也不愿主动作出让步，因而联合国598号决议迟迟得不到贯彻落实。1988年，是两伊战争出现重大转折的一年。2月—4月，双方使用了数百枚导弹袭击对方的城镇，掀起了一场空前规模的“袭城战”。此后，在相持中，伊拉克渐渐占了上风，4月17日，伊拉克军队对法奥地区的伊朗守军发动了代号为“斋月”的攻势，经过两天激战，于18日下午全部收复被伊朗占领两年之久的法奥地区。外国军事专家评论，这是“两伊战争的转折点”，它“打开了结束两伊战争的大门”，“为两伊通向和平开辟了道路”。伊朗在欲战不能，欲罢不忍的境况下，被迫于1988年7月18日宣布，同意接受联合国安理会598号决议。8月20日，两伊双方实现停火，长达八年的两伊战争终于落下了帷幕。
战争使两个国家都受到惨重损失，经济发展停滞，石油出口减少，死伤人数以百万计。伊拉克因此也积累了大量的债务，仅欠科威特的债务即达140亿美元。
这场战争是第二次世界大战后持续时期较长、损失消耗最大的一场局部战争，仅次于越南战争和朝鲜战争。两伊战火的蔓延，曾导致美苏两个超级大国在海湾地区的严重对立，致使海湾局势一度空前紧张，成为国际社会广泛关注的焦点。战争结束时，两国的分界线恢复到了战前的情况。