Xürrəmilərin uğurları getdikcə artır. Bu barədə ərəb mənbələrində deyilir: "Babəkin işi böyük vüsət aldı. Ərəblər ondan qorxmağa başladılar. Onunla vuruşurdular. Lakin qalib gələ bilmirdilər. Babək qoşunları dağıdır və sərkərdələri öldürürdü". 830-cu ildə xürrəmilər ərəblərin daha bir ordusunu məğlub edərək Həmədan şəhərini tuturlar. Bu müvəffəqiyyət onların ərəblərin nizami orduları üzərində sayca beşinci qələbəsi olur. Mühüm strateji əhəmiyyəti olan Həmədanın tutulması ərəblərin vəziyyətini ağırlaşdırır.

833-cü ilin sonunda bütün qüvvələrini cəmləşdirən ərəblər Həmədan şəhəri yaxınlığında xürrəmiləri ilk dəfə ağır məğlubiyyətə uğradırlar. Ət-Təbərin bu barədə yazır: 833-cü ildə "Cibalda, Həmədan, İsfa dan, İsfahan, Masabzan və Mehricanqazaq şəhərlərində olan çoxlu əhali xürrəmilərin dinini qəbul etdi. Onlar toplandılar və Həmədan tərəfdə düşərgə qurdular. Mötəsim onlara qarşı qoşun göndərdi; onun göndərdiyi axırıncı ordu İshaq ibn İbrahim ibn Müsəbin komandası altında idi. O, Həmədanda 60 min adam qırdı, qalanları Rum ərazisinə qaçdılar . M.Siriyets, məğlub edilən xürrəmilərin qalan hissəsinin Bizans ərazisinə qaçdığı haqqında belə deyir: "Həmin ildə Babək tərəfdarlarının böyük bir hissəsi ərəblərin müharibəsindən cana gələrək baş komandan Nəsr ilə birlikdə Rum padşahı Feofili axtarmağa getdi və xristianlığı qəbul etdi". İbn əl-İbri həmin variantı daha qısa şəkildə verir; "onun Babəkin sərkərdəsi Nəsr öz həmqəbilələrindən bir çoxu ilə Feofilin yanına qaçdılar və xristian oldular. Həmədan vuruşmasından sonra Bizansa gedən xürrəmilərin taleyi haqqında müxtəlif məlumat vardır. Bizans tarixçilərinin istinad etdikləri orta əsr yunan müəllifləri bildirirlər ki, qaçıb Bizansa sığınan xürrəmilər qrupu 14 min nəfərdən ibarət idi və onlara sonradan Ərəb xilafətinin qoşunlarına qarşı hərbi əməliyyatda fəal iştirak edirdilər

Xəlifə Məmun ölərkən varisi Möhtəsimə xürrəmilərə qarşı amansız olmağı vəsiyyət edir: "Xürrəmilərə qarşı müharibəyə qətiyyətli və rəhmsiz adam göndər. Ona vəsait, silah, atlı və piyada qoşun ver. Əgər xürrəmilərə qarşı mübarizə uzansa, onda onların üzərinə bütün dostlarınla və köməkçilərinlə özün get". Mötəsim öz sələfindən fərqli olaraq Babəklə müharibənin strateji cəhətinə ciddi diqqət yetirdi. O, düşmənin qüvvəsi və gücünü bildiyindən uzun sürən müharibəyə hazırlaşdı və hər şeyi: qoşunun tərkibini və görkəmli sərkərdələri seçməkdən, köməkçi hissələrlə təmin etməkdən tutmuş Xilafətin bütün maliyyə, ərzaq və yem ehtiyatlarını səfərbər edincəyədək hər şeyi müharibə ehtiyaclarına tabe etdi. Mötəsim xürrəmilərin üzərinə ümumi hücuma başlamazdan əvvəl əmirlərdən Əbu Səid Məhəmmədi gələcək vuruşma rayonuna göndərib ona əmr etdi ki, "Zəncanla Ərdəbil arasında Babəkin dağıtdığı istehkam məntəqələrini bərpa etsin və Zəncan-Ərdəbil yolunda qarnizonlar qoysun ki, heç kəs Ərdəbilin təchizi üçün təhlükə törətməsin". Qoşun qərargahı ilə Xilafətin paytaxtı Samarra arasındakı rabitə sisteminə böyük diqqət verilmişdi. Yollar pis olduğuna görə qasidlər məlumatı gec gətirirdilər, buna görə də xəlifə əmr etdi ki, Ərdəbildən paytaxta gedən yolun hər fərsəxində məlumat gətirməyə hazır olan bir atlı qoysunlar. Xəlifə bu məqsəd üçün əmr etdi ki, onun özünün Hulvan keçidi yaxınlığındakı Marc at ilxısında xüsusi çapar atlarından istifadə etsinlər. Təpələrdə qarovulxanalar düzəldildi; bu qarovulxanalar bir-birini yaxşı görürdü və məlumat gətirən atlıların hərəkəti haqqında bir-birinə səslə xəbər verirdilər. Beləliklə, Ərdəbildəki (Bərzənddəki) baş komandan qərargahından göndərilən məlumat Samarraya dörd günə gəlib çatırdı ki, bu da o zaman üçün çox tez hesab olunurdu. Buna görə də xəlifə xürrəmilərə qarşı hərbi əməliyyat rayonunda baş verən hadisələrdən həmişə xəbərdar idi. Bu müharibədə, xilafət tarixində ilk dəfə olaraq məlumat göndərmək üçün poçt göyərçinlərindən istifadə olunmuşdu. Xəlifə Mötəsim Misirdə Bizans qoşunları ilə vuruşmada öz hərbi məharətini göstərən istedadlı sərkərdə Afşin Heydər ibn Kavusu 835-ci il iyunun 3-də xürrəmilərə qarşı müharibə edən bütün qoşunların baş komandanı təyin etdi.

Ərəb ordusuna sərkərdə təyin edilmiş türk mənşəli Afşin ilk əvvəl döyüşlərə can atmır. Əks-kəşfiyyatı gücləndirməklə xürrəmilərin gücünü, hərəkət istiqamətlərini dəqiqləşdirir. Xürrəmilər arasında çəkişmə salmaq, onların ən yaxşı sərkərdələrini aradan qaldırmaq işini ön plana çəkir.

Babəkin silahdaşları arasında İsma əl-Kürdi, Adin, Abdulla, Rüstəm və Tarxan kimi cəsur, hərbi işi yaxşı bilən sərkərdələr var idi. Tarxan isə ərəblərin ən çox çəkindiyi, qorxduğu şəxslərdən idi. Afşin dəqiqləşdirir ki, Babəki məğlub etmək üçün ilk növbədə Tarxanı aradan götürmək, xürrəmi ordusunu rəhbərsiz qoymaq lazımdır. Adətən qış aylarını Həşdadsər dağı yaxınlığında öz kəndində keçirən Tarxan kiçik bir dəstə ilə öz mülkünə gedir. Afşinin göndərdiyi qatil gecə ikən onu öldürür. Tarxanın ölümü xürrəmilər üçün ağır zərbə olur. Bundan istifadə edən ərəblər daha da cəsarətlə hərəkət edir, ruhdan düşmüş xürrəmilər isə dalbadal məğlubiyyətlərə düçar olurlar. Lakin yenilməz sərkərdəlik qabiliyyətinə malik olan Babək ruhdan düşmür, ağıllı, taktiki manevrlərlə düşməni çıxılmaz vəziyyətə salır.

836-cı ildə Həştadsər dağı yaxınlığında xürrəmilərlə Buğa əl-Kəbirin başçılığı altındakı ərəb ordusu arasında vuruşma baş verir. Təkəbbürlü Buğa, Afşinin əmrinə etina etməyərək, şəxsən xürrəmilərlə döyüşə girir. Döyüş zamanı əvvəlcə Babək Buğanın min nəfərlik ərzaqdaşıyan dəstəsini məhv edir.

Dağ cığırlarından keçib gücdən düşən ərəblər təpələrdən birinə qalxmağa başlayanda xürrəmilər qəfil hücum edib onları mühasirəyə salırlar və ərəbləri onlar üçün əlverişli olmayan şəraitdə vuruşmağa məcbur etdilər. Buğanın ordusu məğlub olur, bir neçə sərkərdəsi öldürülür. Buğanın özü isə döyüş meydanından qaçır.

Xürrəmilər bütün ərəb ordugahını, pul və silahları ələ keçirirlər. Bu məğlubiyyətdən sonra Afşin öz qoşunlarını Bərzəndə çəkir. Həmin ildə Afşin xəlifədən böyük bir qüvvə alır; köməkçi qüvvələrə böyük türk sərkərdələrindən Cəfər ibn Dinar əl-Xəyyat və İtax başçılıq edirdilər. Xəlifə onlarla Afşinə qoşunun maaşı və təchizatı üçün 30 milyon dirhəm pul da göndərir. Köməkçi qüvvənin gəlmiş olmasına baxmayaraq, Afşin xürrəmilərə qarşı açıq həmlə etməyə tələsmir. Bu dövürdə müharibənin müvəffəqiyyətinə hələ də inanmayan xəlifə Mötəsim, Afşinə birbirinə zidd müxtəlif sərəncamlar verirdi. Afşin də bu sərəncamları elə yerinə yetirirdi ki, az sonra ərəb qoşunları arasında sərkərdəyə qarşı narazılıq başlandı. Doğrudan da, xürrəmilərin qalası Bəzzdən ərəbləri ayıran son dörd fərsəng (təxminən 30 kilometr) yolu ərəblər bir ilə keçmişdilər. Afşin əsgərlərin narazılığına baxmayaraq, verdiyi sərəncamlarında daim xəlifəyə istinad edirdi və xürrəmilərlə vuruşa girməyə icazə vermirdi. Yalnız xüsusi dəstələr istehkamlar tikir, eyni zamanda Bəzz qalası istiqamətə yol çəkdirməyə başlayır. Çünki yolun olmaması ərəb qoşunlarının ərzaq, su və s. ilə təchiz edilməsini daim təhlükə qarşısında qoyurdu. Çox vaxt ərəblər bircə qurudulmuş çörəklə dolanırdılar. Tarixi qaynaqlarda qeyd edilir ki, bunu bilən Babək bir dəfə Afşinə bir adamla bir yük tərəvəz göndərdi. Afşin Babəkin bu hədiyyəsini məmnuniyyətlə qəbul etdi və onun göndərdiyi adama icazə verdi ki, ərəb düşərgəsindəki istehkamları baxıb görsün.

Xürrəm ətraflı baxdından sonra, Afşin onu geriyə buraxdı və xahiş etdi ki, "qardaşı" Babəkə onun salamını yetirsin. Afşinin Babəkə bu cür münasibəti qoşunda və xüsusilə sərkərdələrdə şübhə doğurmaya bilməzdi. Buna görə islamın düşməninə qarşı müharibədə Afşinin hərəkətləri çox tez-tez, xüsusilə Cəfər əl-Xəyyat tərəfindən kəskin surətdə tənqid olunurd. Afşin Babəklə mübaribənin axırıncı ilində Təbəristan hakimi Məzyərlə olduğu kimi gizli danışıqlar aparırdı və məqsədi Xilafət hakimiyyətini məhv etmək idi. Lakin Afşinin Babəklə birlikdə qəsd düzəltməkdə iştirakı yalnız Məzyərin və Afşinin özünün mühakiməsində aşkara çıxır. Belə bir qəsdin mövcud olduğunu ərəb mənbələri də təsdiq edir. Əbu Mənsur əl-Badadi bildirir ki, Afşin "Babək ilə gizli qəsd düzəltmişdi". Mötəsim Afşini Babəkə qarşı müharibəyə göndərəndə "belə düşünürdü ki, o müsəlmanlara səmimi münasibət bəsləyir. Gizlində isə o [Afşin] Babəklə əlbir idi və ona qarşı müharibəni uzadırdı və müsəlman qoşunlarında çatışmazlıq olduğunu ona hiss etdirirdi, o da [Babək də] düşmən qoşununun çoxunu məhv edirdi". Yalnız xürrəmilərlə müharibə qurtardıqdan sonra "xəlifə, Afşinin satqınlığını və Babəklə müharibə zamanı onun müsəlmanlara xəyanət etdiyini öyrəndi". Lakin Xilafətə qarşı əlbir əməliyyat keçirmək barəsində Afşin, Babək və Məzyər arasında gedən gizli danışıq və yazışmalar bir nəticə vermədi, odur ki, Afşin də özünü tamamilə ifşa etməmək üçün Bəzzə hücum etmək əmrini verməyə məcbur oldu. Cəfər əl-Xəyyat, Əbu Səidin sərkərdəliyi altındakı türk qoşunları və könüllülər qalanı mühasirə etdilər. Qalanın müdafiəsini Babək məşhur sərkərdələrindən Adinə tapşırır.

Şəhər üçün uzun sürən vuruşma başlanır, bu zaman xürrəmilər qaladan çıxıb ərəbləri hiss ediləcək tələfat verməyə məcbur edirdilər. Getdikcə uzanan və daralan mühasirə xürrəmilərin qüvvələrini tükəndirir. İllərlə alınmaz olan, istilaçılara qarşı mübarizənin mərkəzi Bəzz qalası süqut edir. Bu zaman ərəblər Babəkin oğlunu əsir alırlar. Onu məcbur edirlər ki, atasına müharibəni dayandırmağı, bu halda xəlifənin onu, bağışlayacağı barədə məktub yazsın. Oğlunun məktubunu oxuyan Babək ona belə bir cavab göndərir:

"Əgər sən mənim oğlum olsaydın mənim kimi olardın, amma sən mənim oğlum deyilsən. Unutma ki, bir gün azad yaşamaq qırx il miskin qul kimi yaşamaqdan yaxşıdır". Bəzz qalasını tərk etmək məcburiyyəti qarşısında qalan Babək tacir paltarı geyib Araz çayından keçərək Arran tərəfə qaçır Babək Bizans ərazisinə gedib çatmağı düşünürdü, çünki Bizans imperatoru ilə yazışırdı. Ərəb mənbələrində Babəkin Feofil ilə necə əlaqə saxladığı və Bizansın xürrəmilərə necə təsirli kömək göstərdiyi barəsində məlumat verilir. Ət-Təbəri hadisələri şərh edərkən bu barədə geniş məlumat verir.

Arazı keçəndən sonra ərəblərin hücumuna məruz qalan Babək təsadüfən köhnə müttəfiqi Şəki hakimi Səhl ibn Sumbata rast gəlir və Səhlin qalasına sığınmağa məcbur olur. Əl-Məsudi yazır: Səhl ibn Sunbat onu tanıdıqda "bura sənin öz evindir və mən sənin nökərin. Bu qışı burada qal, sonra nə edəcəyini qət edərsən" dedi. Babəki öz qalasına aparan Səhl Xilafətin sərkərdəsi Afşinə xəbər verir ki, Babək onun yanındadır; bir neçə gündən sonra isə, Səhlin düzəltdiyi ovda Babək tutuldu; Səhl ona görə belə etmişdi ki, Babəkin tutulmasında ondan şübhələnməsinlər. Vardan bildirir ki, Səhl öz xidmətinə görə "min dəfə min kşir gümüş, bir də yüz min aldı". . Ət-Təbəri qeyd edir ki, Səhlin aldığı bir milyon dirhəm və yuxarıdakı peşkəş və xələtlərdən başqa, onun oğluna Babəkin qardaşı Abdullanı tutub gətirdiyi üçün yüz min dirhəm verilmişdi. Bəzi tarixçilər Səhl ibn Sumbatın mənşəyi barədə fikir ayrılığına düşsədə Görkəmli akademik Ziya Bünyadov öz əsərində qeyd edir ki, Babəkin müttəfiqləri içərisində erməni olmayıb Səhl ibn Sumbat alban knyazıdır.