突破襄樊
襄阳、樊城地处南阳盆地南端，居汉水上流，三面环水，一面傍山，西临关陕，东达江淮，跨连荆豫，是控扼南北之要冲。南宋视其为朝廷根本，关系国家存亡的重地，遂开府筑城，储粮屯军，经多年经理，建成为城高池深、兵精粮足的军事重镇。忽必烈早在开庆元年攻宋时，就知襄樊地位重要，后经商挺、郝经、郭侃等谋臣建策，逐渐形成了先取襄樊的方略。忽必烈平定内乱后，经过五年的战争准备，具备了进行大规模战争的条件。当宋降将刘整进献攻宋方略，宜先从事襄阳时，即下决心，实施中间突破。至元五年，忽必烈命都元帅阿术、刘整率师攻襄樊，旋遣枢密副使史天泽、驸马忽剌出督师襄樊。史天泽、阿术、刘整针对襄阳、樊城城防坚固，宋军长于守城隘和水战的情况，采取筑堡连城、长期围困、水陆阻援、待机破城的战法，集兵10万围城，同时在万山（今襄樊西）西训练水军7万人，造战船5000艘，以增强蒙古水军力量。
浮汉入江
忽必烈采纳将、臣建策，增兵10万，乘胜大举攻宋。命驻蜀元军进攻两川要地，以阻宋军东援;命合丹、刘整行淮西枢密院，博罗欢为淮东都元帅，分别进攻两淮，牵制宋军，配合主力攻宋（参见淮西之战）;命荆湖行省左丞相伯颜、平章政事阿术率军20万，自襄阳顺汉水入长江，直取临安。并告诫伯颜勿妄杀，以争取人心。十月，元军集兵强攻破沙洋、新城（今湖北钟祥南）（参见沙洋、新城之战）。十一月，进至蔡店（今武汉汉阳西），欲渡江攻取鄂州（今武汉武昌）。争的重大转折。
进占建康
十二年正月，伯颜鉴于四川、湖南、江陵（今属湖北）等地未下，为保障后方安全，命右丞阿里海牙领兵4万镇守鄂州。自率10余万大军，令降将吕文焕为先锋，以战抚兼施之策，沿江东进。因沿江诸郡多系吕氏旧部，元军所至皆纷纷归降。二月，宋贾似道奉命督师13万，战舰2500艘，于丁家洲（今安徽铜陵北）至鲁港（今安徽芜湖西南）进行阻击。因将帅各怀异志，临阵先遁，诸军一触即溃，致使宋军精锐损失殆尽（参见丁家洲之战）。元军东进至太平州（今安徽当涂），江东运判孟之缙以城降。三月，元军至建康（今南京），宋沿江制置使赵闷城遁，都统徐王荣等以城降。
宋廷为挽救危局，相继发兵戍银树、东坝（今江苏高淳东）、四安镇（今安徽广德东）、独松关（今浙江安吉南）、吴江（今属江苏）等要地。命保康军承宣使、总都督府诸军张世杰自临安发兵三路北进抗元，先后收复广德、溧阳、常州等地。
阿里海牙率军于荆江口败宋湖北安抚副使兼知岳州高世杰，占领岳州（今属湖南）（参见岳州之战）。旋破沙市镇（今江陵东南），屠其城，征降江陵（今属湖北），招降澧州（今湖南澧县）、常德（今属湖南）、峡、复（今湖北宜昌、天门）、郢等州。阿里海牙用兵荆湖的胜利，为伯颜进军临安解除了后顾之忧。
七月，张世杰与平江都统刘师勇、知泰州孙虎臣率战舰万艘，以十舟为一舫，连以铁索，碇于江中，横列焦山江面，欲与元军决战，被阿术以水陆协同进击，配以火攻击败，损失惨重（参见焦山之战）。长江防线彻底崩溃，临安危在旦夕。
会攻临安
忽必烈纳建康行省右丞相伯颜建策，乘胜灭宋。命右丞阿里海牙攻湖南，都元帅宋都带、左副都元帅李恒、汉军万户武秀、张荣实取江西，以切断南宋东西联系;命行省左丞相阿术率军攻扬州，阻淮东宋军南援;命伯颜率主力直取临安。
十月，伯颜于镇江分兵三路南攻;参政阿剌罕、四万户总管奥鲁赤等为右路军，率步骑自建康经溧阳、广德攻独松关;同行中书省事董文炳、万户张弘范、两浙大都督范文虎等为左路军，率舟师经江阴军（今江苏江阴）、许浦（今江苏常熟东北），由海路趋澉浦（今浙江海盐南）;伯颜与右丞阿塔海率中路军向常州、平江（今江苏苏州）进发，并节制诸军，会师临安。
十三年正月，三路大军会师皋亭山（今杭州北）。宋摄政太皇太后谢道清拒绝张世杰、文天祥背城一战，以图求存建策，一面送益王赵g、广王赵m南逃，一面遣使赴元请降。丞相陈宜中遁温州（今属浙江），张世杰、苏刘义等各率所部离去。二月初五，宋恭宗赵显率百官于临安降元。伯颜取谢道清手诏，招降未附州县（参见临安之战）。
即便有文天祥这样的忠臣，依然不能挽救大宋灭亡的命运。在蒙古大军的弯刀面前，这个王朝显得太过脆弱了。
追歼二王
十三年五月，陈宜中、张世杰、陆秀夫、文天祥等在福州拥立益王赵g为帝，改元景炎。封广王赵m为卫王，陈宜中为左丞相兼枢密使、都督诸路军马，张世杰为枢密副使，陆秀夫为签书枢密院事，文天祥为枢密使、同都督。遣将向江西、两浙南部进兵抗元。六月，元军为追歼南宋残部，于鄂州、临安设尚书省，下设诸路宣慰司。命诸路将帅继续南进。张世杰被迫拥赵m、赵m逃往海上。十一月，平章阿里海牙进军广西，于静江（今广西桂林）击败守将马暨，遣将招降广南西路大部州县（参见静江之战）。
十四年五月，文天祥率军进攻江西，各地义军纷起响应，收复除赣州之外所辖九县，吉州八县复其半。后因势孤力单败退广东，旋于五坡岭（今广东海丰北）被俘（参见文天祥反攻江西之战）。
十五年二月，元西川行院使不花率重兵围攻重庆，城破，守将张珏被俘（参见重庆之战）。继而征降夔州，八个月后，合州（今四川合川东）守将王立以城降。四川平。四月，宋帝赵g卒，张世杰、陆秀夫又拥立赵m为帝，徙至山（今广东新会南）。
十六年正月，张弘范、李恒率军会至山，首先控扼海口，断宋军粮道。二月初，巧妙利用海潮，南北对进，并用遮障防矢石，濒宋舰奋勇拼杀，全歼宋军。宋帝国，这个士大夫的乐园，建立三百二十年，到此灭亡。