Mouvement particulièrement violent, l'État islamique est responsable de nombreux massacres. Pendant la guerre d'Irak et la guerre civile syrienne, les troupes de l'EI exécutent presque systématiquement les militaires et miliciens des armées irakiennes et syriennes faits prisonniers, ainsi que les rebelles syriens, y compris les combattants du Front al-Nosra ou d'autres groupes djihadistes. Plusieurs massacres sont également commis contre des civils notamment contre les Yézidis ou contre des tribus sunnites hostiles à l'État islamique, comme les Al-Cheitaat ou les Albou Nimr. L'EI fait aussi mettre à mort certains de ses membres ; des combattants auteurs de détournement de fonds ou de vols contre des musulmans et des déserteurs.
Les méthodes d'exécutions les plus couramment employées sont les fusillades, les décapitations et les crucifiements. L'EI est accusé par l'ONU, la Ligue arabe, les États-Unis et l'Union européenne de crimes de guerre, de nettoyage ethnique et de crimes contre l'humanité.
Selon un rapport du Comité des droits de l'enfant (CRC) du 4 février 2015, des enfants irakiens issus des minorités ont été vendus par l'EI comme esclaves sexuels, d'autres ont été décapités, crucifiés ou enterrés vivants. Des enfants ont également été utilisés comme kamikazes, en particulier des enfants déficients mentaux.
En Syrie, selon le politologue Ziad Majed, 400 personnes, en majorité des rebelles sunnites, sont exécutées par l'EI au cours de l'année 2013 et 1 000 à 1 200 ont été faits prisonniers.
Le 10 juin 2014, après sa victoire à la bataille de Mossoul, l'État islamique s'empare de la prison de Badoush et massacre 670 prisonniers chiites. Selon le gouvernement irakien, 2 070 personnes sont exécutés par l'État islamique à Mossoul et dans l'ensemble de la province de Ninive de juin 2014 à août 2015.
Le 13 juin, ISIS revendique le massacre de 1 700 prisonniers chiites de l'armée irakienne à Tikrit. En mars 2015, Human Rights Watch confirme que le bilan du massacre a dépassé les 1 000 morts. Le 14 juin, un compte Twitter considéré comme proche de l'EI publie des photographies d'exécutions de prisonniers ; elles montrent des dizaines de corps fusillés dans des fosses communes par les djihadistes, les cadavres ont les mains liés et sont vêtus d'habits civils. Selon Adrien Jaulmes, reporter pour Le Figaro : « Ces séries de photos sont sans doute le premier cas dans l'histoire où un crime de masse est ainsi documenté et mis en scène par ses auteurs, comme s'il s'agissait d'un glorieux fait d'armes ».
Selon Human Rights Watch, au moins 40 chiites turkmènes, dont des enfants, ont été massacrés le 16 juin dans quatre localités proches de la ville de Kirkouk.
Du 3 au 15 août 2014, les populations yézidies du nord-ouest de l'Irak sont victimes de massacres dans les Monts Sinjar. Selon un bilan donné en août 2015 par le Gouvernement régional du Kurdistan, sur les 550 000 yézidis irakiens, 400 000 ont été déplacés, 1 500 sont morts et 4 000 sont retenus en captivité. Selon le Haut-Commissariat des Nations unies aux droits de l'homme, ces attaques « pourraient constituer un génocide ».
En août 2014, dans le gouvernorat de Deir ez-Zor, en Syrie, la tribu des Chaïtat se révolte contre l'État islamique. Selon l'OSDH, les forces de l'EI répliquent en massacrant en deux semaines 900 à 1 000 membres de cette tribu, dont une grande majorité de civils. 300 personnes sont notamment tuées en une journée à Ghraneidj.
Les 27 et 28 août, après la bataille de Tabqa, les djihadistes de l'État islamique exécutent 160 à 200 prisonniers de l'armée syrienne.
Fin octobre et début novembre 2014, l'EI exécute 322 à 500 membres de la tribu des Albou Nimr, près de Hit, dans la province d'al-Anbar, en Irak.
Le 15 décembre 2014, l'organisation publie des photos d'une exécution de masse de 13 hommes décrits comme des combattants sunnites opposés au djihadistes.
Le 16 décembre 2014, le ministère irakien des Droits de l'homme affirme que l'État islamique a exécuté, à Falloujah, « au moins 150 femmes, parmi lesquelles de futures mères », ayant « refusé d'accepter le « djihad par mariage » », sorte de « prostitution légalisée », le temps d'une « guerre sainte ».
En décembre 2014, selon le témoignage d'un activiste syrien au Financial Times, l'État islamique a exécuté une centaine de ses hommes en Syrie pour avoir tenté de déserter500.
Selon l'OSDH, les massacres et les exécutions commis par l'État islamique font au moins 5 100 morts en Syrie entre le 28 juin 2014 et le 28 octobre 2017. Parmi les victimes figurent 2 868 civils — dont 150 femmes et 105 enfants — mis à mort certains pour sorcellerie, homosexualité ou collaboration avec la coalition antidjihadiste, 1 304 soldats et miliciens du régime syrien, 377 rebelles syriens, y compris des djihadistes du Front al-Nosra et des Kurdes des YPG, 2 soldats turcs, et 549 de ses propres hommes pour tentative de désertion, « extrémisme », ou espionnage. L'OSDH estime cependant que le bilan réel est probablement plus élevé et évoque notamment plusieurs centaines de disparus dans les prisons de l'EI.
Selon un travail de recherche de l'Associated Press, 72 charniers sont recensés en Irak et en Syrie, à la date du 30 août 2016 dans des territoires ayant été contrôlés par l'État islamique. Le nombre des morts est estimé par l'agence de presse entre 5 200 et 15 000