Qaraqoyunlu türkmənlərinin bəyi Qara Yusif 1406-cı il oktyabrın 14-də Araz çayını keçərək Mirzə Əbubəkri məğlub etdi. Mirzə Əbubəkr qaçarkən Təbrizi talan etdi. Qara Yusifin Əbubəkrə qarşı qazandığı bu ilk zəfər onun şöhrətini və gücünü artırmışdı. 1406-cı ilin qışını Mərənddə keçirən Qara Yusif yazda Sultaniyyə üzərinə hücum etdi. Sultaniyyəyə girən Qaraqoyunlular şəhəri talan etdikdən sonra bu şəhərin əhalisini Təbriz, Ərdəbil və Marağaya köçürdülər.
Beləliklə, Azərbaycan və İraqi-əcəm bölgələri Teymurun ölümündən üç il keçməsinə baxmayaraq, onun mirzələrinin əlindən çıxdı. 1410-cu ildə Qaraqoyunlular bəylikdən çıxaraq dövlət halına gəldi. Qaraqoyunlu dövlətinin əsl qurucusu olan Qara Yusif bu xanədanın ən böyük hökmdarı idi. Qaraqoyunlu Qara Yusif Şahruxun böyük bir ordu və fillərlə üstünə gəldiyini eşidən kimi dərhal döyüşə hazırlandı. Bu zaman o, ağır xəstə olduğu və gəzə bilmədiyi üçün 50.000 nəfərlik ordusunun başında Təbrizdən ayrılmağa məcbur oldu. Qara Yusifin qəfil ölümündən sonra türkmənlərin qərargahında qarışıqlıq yarandı və bir həftə sonra Şahruxun oğlu Mirzə Baysunqur müharibəsiz və qan tökmədən Təbrizi ələ keçirdi. Şahrux Qara Yusifin oğullarını Alaşkerddə məğlub etdikdən sonra, 1421-ci ilin yayında Təbrizə gəldi. O, Azərbaycan bölgəsindən ayrıldıqdan sonra Təbriz təkrar Qaraqoyunlu İspənd tərəfindən ələ keçirildi. Lakin Qara Yusifin oğlu İskəndər şəhəri İspəndin əlindən aldı və Təbrizdə Qaraqoyunlu hakimiyyəti bərpa olundu. Şahruxun 1420, 1429 və 1434-cü illərdə bu bölgələrə etdiyi səfərlər və qazandığı qələbələr də keçici bir hakimiyyət qazanmaqdan başqa bir nəticə vermədi.
Şahruxun ayrılmasından sonra İskəndər sığınmış olduğu Osmanlı torpaqlarından ayrılaraq 1436-cı ilin yazında Azərbaycana qayıtdı və Təbriz yaxınlığında Sofiya (Sofuabad) mövqeyində Şahruxun hakim təyin etdiyi Cahanşah ilə qarşılaşdı. O, məğlub olunduqdan sonra qalasına geri qayıtdı. 1437-ci ildə Təbrizdə vəba xəstəliyi yayıldı və buna görə də Cahanşah Təbrizə girməyib, qışı Bərdədə keçirməyə məcbur oldu.
1440-cı ildə Cahanşah Ərdəbildəki Səfəvi təriqəti şeyxlərinin də iştirak etdiyi böyük ordu ilə gürcülərə qarşı səfərə çıxdı və Tiflisi aldıqdan sonra Təbrizə qayıtdı. 1441-ci ildə Cahanşah bir mübahisədən sonra Fəzlullah Nəiminin hürufi müridlərini toplayaraq Təbrizdə öldürtdü. Cahanşah hakimiyyəti illərində (1436-1467) həmişə fəth və səfərlərdə iştirak etmişdi. Cahanşah dövründə Qaraqoyunlu dövləti sərhədlərini çox genişləndirmişdi, Azərbaycan, Aran, İraqi-ərəb, İraqi-əcəm, Fars, Kirman və Şərqi Anadolu onun tərkibinə daxil olmuş, ətrafdakı dövlətlər də ona tabe edilmişdi. Dövrünün ən böyük hökmdarlarından olan Cahanşah sərt və cəsur bir şəxsiyyət idi. Qaraqoyunlu dövləti üçün böyük işlər görən Cahanşahın son səfəri isə rəqibi Ağqoyunlu Uzun Həsənə qarşı oldu və bu səfər onun üçün sonuncu oldu. Cahanşahın cənazəsi Təbrizə aparılaraq orada inşa etdirdiyi və Müzəffəriyyə adlanan türbəsində dəfn olundu. Onun ölümü ilə Qaraqoyunlu dövlətinin dövrü sona çatdı, dövlət yavaş-yavaş tənəzzül etməyə başladı.
Təbrizin ən görməli binası olan Göy məscid və ya Müzəffəriyyə adlı mədrəsə və məsanşahın əsəridir. Göy məscid öz adını müxtəlif tərzlərdə düzülmüş firuzə rəngli zəngin mozaika bəzəklərindən almışdır. Məscid tamamilə kərpiç və mərmər daşla tikilmiş və çiçəkli kaşılarla bəzənmişdir. Onun qapısı üzərindəki incə işləmələr də xüsusilə diqqəti cəlb edir.
Cahanşahın ölümündən sonra ölkəsində qarışıqlıq baş verməyə başladı və Qaraqoyunlular dövləti (1410-1468) bir müddət sonra bölgədəki hakimiyyətini itirdi və Təbrizdə Ağqoyunlular hakimiyyətə gəldi.
