Pilgrimsfärden sker till minne av imamen Husayn, dotterson till profeten Muhammed och en central person i shiitiska islams föreställningsvärld, som dödades vid ett slag år 680 enligt kristen tideräkning.
Under omfattande säkerhetspådrag har cirka 14 miljoner personer samlats i det gyllene mausoleet där Husayn är begravd. Tiotusentals män bevakar den religiösa sammankomsten, både vid helgedomen och längs alla vägar som leder till Karbala, cirka åtta mil sydväst om huvudstaden Bagdad.
Det faktum att terrororganisationen Islamiska staten drivits ut ur flera irakiska städer ger en extra dimension åt årets pilgrimsfärd, eftersom sunniextremisterna i IS ofta utsett shiiterna till måltavlor.
I fjol dödades minst 70 iranier vid ett självmordsdåd när de skulle resa hem från minnesfesten. I år har cirka två miljoner iranier rest till Karbala, uppger en iransk tjänsteman.
Döde irakiske diktatorn Saddam Hussein, också sunnimuslim, förbjöd shiiternas ceremonier under flera decennier. Shiiterna utgör nu cirka 60 procent av den irakiska befolkningen.
Arbain är arabiska för siffran 40 och en vanlig bemärkelsedag i Mellanöstern i flera religiösa grupper.
Shiamuslimernas sorgeperiod för Husayn varar i 40 dagar. Synen på martyrskapet bottnar i den stora betydelse hans död tillmäts.