El ataque se produjo el jueves por la noche y ocurre días después de otro en la capital iraquí que dejó al menos 292 muertos.
Inicialmente los atacantes lanzaron varias rondas de mortero en el área cerca del mausoleo en la ciudad de Balad, unos 90 kilómetros al norte de Bagdad.
Después, tres hombres con chalecos explosivos intentaron asaltar el santuario, antes de que las fuerzas de seguridad abrieran fuego. Dos de ellos se inmolaron en una zona comercial cerca del santuario y el tercero fue abatido por personal de seguridad.
ISIS se atribuyó la responsabilidad del ataque a través de la agencia de noticias Amaq.
Ataques por el Ramadán
ISIS había llamado a sus partidarios a llevar a cabo más ataques durante el mes sagrado musulmán del Ramadán, que finalizó esta semana.
Los ataques se intensifican a medida que el grupo territorio pierde territorio en el país.
El devastador bombardeo del domingo se llevó a cabo en el distrito mayormente chiita de Karrada. ISIS es un grupo extremista sunita.
Las consecuencias del ataque incluyen la renuncia del ministro del Interior de Iraq, Mohammed Salem al-Ghabban.