رهبر اصلی مبارزان ایرانی خرمدین است که بعد از مرگ ابومسلم بر خلافت عباسی شوریدند. خرمدینان مرگ ابومسلم را انکار کردند و معتقد بودند که ابومسلم بازخواهد گشت تا عدالت را در جهان برقرار نماید. در دوران خلافت عباسیان شمال آذربایجان کانون شورش طولانی‌مدت و خطرناک علیه خلافت بود که توسط بابک خرمدین رهبری می‌شده است و بر شمال غرب ایران تأثیر گذاشت و بیش از ۲۰ سال – از ۲۰۱ ه. ق تا ۲۲۲ ه. ق – طول کشید. از نگاه باسورث این شورش قطعاً پایه‌های دینی و ملی داشته است. شورش او به روشنی از حس ضدعربی ایرانیان در آذربایجان بهره می‌برده است. تعداد نیروهای لشکر بابک را در ابولمعالی ۱۰۰ هزار نفر، در تنبیه‌الاشراف مسعودی ۲۰۰ هزار نفر، در تاریخ بغدادی ۳۰۰ هزار نفر و در تبصرةالعوام بی‌شمار ذکر کرده‌اند که بی‌شک مبالغه‌آمیز است ولی حداقل دلالت بر بزرگ بودن آن دارد.
او زندگی گمنامی در آذربایجان داشت تا اینکه مورد توجه جاویدان بن سهل، رهبر خرمی‌ها که مدت کوتاهی بعد درگذشت، قرار گرفت. بابک ادعا کرد که روح جاویدان در کالبد او وارد شده و تحریک ساکنین «بذ» را آغاز کرد. او قدرت جدیدی به جنبش دینی – اجتماعی که ریشه در مذهب مزدک داشت، بخشید و از روش‌های خشونت‌آمیزِ ویژه‌ای بهره گرفت. به نظر می‌رسد که قیام او از ۲۰۱ ه. ق آغاز و با نقشهٔ حاتم پسر هرمثه، حاکم ارمنستان یاری شده بود و با مشکلات مختلفی در استان‌های شرقی که به دنبال آن مأمون به بغداد بازگشت، آسان گشته بود.
در ۲۰۴ ه. ق مأمون، یحیی بن معاذ را به سوی بابک فرستاد که با درگیری بی‌نتیجه در موقعیت‌های مختلف (جنگی) همراه بود؛ همان‌طور که تلاش دیگر فرماندهان خلافت، شانس بهتری نداشتند. در پایان خلافت مأمون شورش تا جبال هم کشیده شد، که این باعث نخستین نگرانی خلیفه معتصم گردید و باعث شد تا او شورش این ناحیه را ریشه‌کن کند. در ۲۲۰ ه. ق معتصم افشین را مأمورِ سرکوب بابک کرد. این فرمانده قلعه‌های جادهٔ بذ را که بابک ویران کرده بود را تعمیر کرد و علی‌رغم شکست بغای کبیر در هشتادسر، توانست طرخان، یکی از فرماندهان شورشی را غافلگیر کند. سپس با نیروهای تحت فرماندهی جعفر خیاط و داوطلبان ابودلف تجدید قوا کرد و در ۲۲۲ ه. اردوگاهی را تحت حفاظت دیده‌بان‌ها برپا کرد. (چرا که مکرراً از بذ مورد هجوم واقع شده بود) بعد از حملهٔ ناموفق داوطلبان، بذ در ۹ رمضان ۲۲۲ ه. ق توسط نیروهای فرغانه‌ای فتح و غارت شد. بابک فرار کرد ولی توسط بزرگ ارمنستانی – سهل بن سنباط – که به او پناه داده بود، دستگیر شد و به افشین تحویل داده شد. او به سامرا فرستاده شد و در ۳ صفر ۲۲۳ به سامرا رسید. معتصم او را سوار بر فیل به معرض نمایش گذاشت و با بی‌رحمی زیاد او را اعدام کرد. جنازهٔ او بر چوبهٔ دارش باقی ماند و منجر شد تا نامش به این منطقهٔ شهر اطلاق گردد.
خواجه نظام الملک طوسی در کتاب سیاست‌نامه نقل می‌کنند که در هنگامی که دست اول بابک را می‌بریدند، بابک صورتش را با دست دیگرش به خون می‌آلود. وقتی معتصم علت آن را پرسید، بابک پاسخ داد، که چون خونریزی باعث رنگ‌پریدگیِ صورت می‌شود، من صورتم را خونین می‌کنم که کسی گمان نکند، که بابک ترسی به دل راه داده است. به گفتهٔ طبری عبدالله برادر بابک نیز با خونسردی مشابه به استقبال مرگ رفت.
دستگیری و اعدام بابک پایان جنبش خرمدینان نبود، آنها ادامهٔ حیات دادند تا مدرکی گواه بر حیاتشان در قرن ۳ ه. ق باشند. داوطلبان شورش گذشته، که خود را بابکیه نام نهادند، در بذ تا قرن ۵ ه. ق ادامهٔ حیات دادند و به انتظار مهدی ماندند و آئین خاصی انجام می‌دادند.