Antes de entrar en el templo, los atacantes asesinaron con pistolas con silenciadores a los agentes que custodiaban los accesos al lugar.
Una segunda explosión ocurrió poco después cuando varios devotos intentaban ayudar a los heridos en el primer estallido.
Las explosiones dejaron al menos 30 muertos, según informó la policía.
Otro atacante suicida se hizo volar por los aires en un cibercafé del barrio de Al Amir, en el oeste de Bagdad, matando a 11 personas, según el canal local Sumeria TV.
En los últimos meses Irak sufre un incremento de la violencia sectaria entre sunnitas y chiitas.
Los primeros, que son minoría, protestan contra el gobierno chiita del primer ministro Nuri al-Maliki.
El pasado domingo, unas 30 personas murieron al estallar coches bomba en zonas chiitas en todo el país.
Más de mil personas fueron asesinadas en Irak en mayo, de acuerdo con Naciones Unidas, lo que hizo de ese mes el más mortífero en el país desde 2008.
Fuente: Télam