公元1267年，忽必烈在平定阿里不哥和李璮之亂後，再次發兵南下，進攻南宋，第一個目標就是重鎮襄陽。忽必依舊沿用蒙哥伐宋時的進軍路線，從南向北為正面進攻，主攻長江和漢江流域要塞襄陽，同時，以四川蒙軍為策應，從西邊夾擊。
襄陽城自從在1239年被宋將孟珙收復後，經過多年的整軍備戰，守城軍民更是萬眾一心，誓與城池共存亡。忽必烈委派的大將阿術、劉整等人，為了攻克襄陽與樊城，可以説是費盡心機。他們調用了大兵團重重包圍住襄、樊兩城，水陸兩軍交替強攻，並調集使用了“回回炮”。
襄陽之戰從阿術率蒙軍進攻安陽灘開始，中間經過南宋呂文煥反包圍戰，以及張貴、張順援襄之戰，龍尾洲之戰和樊城之戰等，直到至1273年，因孤城無援，守將呂文煥力竭降元，襄陽守衞戰最終以失敗而告結束，歷時近六年。
儘管宋軍失敗了，但在蒙古軍隊數十年的戰爭中，所遇不多的強悍抵抗，大多都發生在中原，發生在與宋軍的戰爭中。
在“襄陽之戰”中，宋軍巧妙地運用了城防與水系的組合優勢來遏制蒙軍的投石攻擊。後來，蒙軍令阿拉伯工匠改進了投石器的攻擊距離和準確率，斷絕了襄陽與樊城之間的聯絡，一舉攻下樊城。樊城守將範天順力戰不屈，城破時自縊而死。宋將牛富帶着百餘殘兵展開巷戰，重傷後投火自焚。樊城陷落後，襄陽又堅持了一段時候，最終因外無援軍，內無糧草，只好投降。襄、樊兩城的失守，對於雙方的局勢發生了重大影響，可以説是此次戰爭的里程碑事件，等於南宋的大門洞開，蒙軍可以長驅直入。
公元1274年，忽必烈命左丞相伯顏率軍南下，全面進攻南宋。伯顏分兵兩路：一路以合答為主帥，劉整為先鋒，進犯淮西淮東，目標是揚州；一路由伯顏、阿術率領，呂文煥為先鋒，沿漢水入長江，殺奔宋都臨安城。
伯顏所部在湖北境內的漢水流域遭遇了強烈抵抗，而後進入長江，漢陽、鄂州相繼投降，黃州、蘄州、江州均被攻陷。當時，距離援軍尚有一些距離的安慶，兵精糧足，賈似道的女婿范文虎在此擔任知府，但他早早就投降了元軍，從南宋安慶知府，搖身一變成為元朝江浙大都督。
七月，南宋度宗趙禥駕崩，年僅四歲的幼子趙顯即位，此時的朝中大權依舊為賈似道把持。面臨元軍距離臨安日益臨近的情形，賈似道不得不於1275年，親率七萬精兵集結蕪湖，準備迎戰。在元軍水、陸兩軍的猛攻下，宋軍大敗，賈似道逃回後，眾叛親離，宋廷將他貶至外地。在押送途中，他被怒不可遏的監押官鄭虎臣殺死。
三月，元軍已相繼佔領江南的建康、鎮江、常州、無錫等地，江南繁華地為元軍鐵騎踐踏。在常州，元軍因憤恨宋軍的收復，再攻陷常州後，進行屠城，全城僅八人脱逃。宋都臨安已近在咫尺，南宋社稷如同累卵，岌岌可危。皇帝年幼，所以南宋理宗之後謝太后和度宗之後全太后，不得不走出深宮，希望以柔弱身軀，撐起殘破的江山。宋廷發出了“勤王”號令，但應者寥寥。
以狀元身份當上贛州知州的文天祥，是為數不多的響應勤王號令的地方官之一，他從駐地募集三萬士兵，星夜兼程趕往臨安。北方大地主軍閥張柔降元，但他的手下戰將張世傑南下投奔南宋，也率軍來到臨安。
可誰又能想到，在南宋國難當頭的日子，走了一個賈似道，又來一位陳宜中。此人對文天祥和張世傑都不信任，對兩人提出借鑑南宋初年高宗趙構躲避金軍攻擊時的策略，讓太后、恭帝先行入海，文天祥、張世傑組織堅守臨安城的建議充耳不聞。陳宜中熱衷於和元軍議和，不斷派出使者前往請和。但元軍大軍已至，能統一南北，怎麼可能議和？
議和不成，陳宜中自己就先行逃往温州避難。而此時臨安城已經被團團包圍，太后和皇帝已經失去逃離臨安的時機。無奈，謝太后、全太后只好以恭帝之名義，授文天祥為右丞相兼樞密使，遣他去與伯顏談判。談判需要籌碼，蒙軍已兵臨城下，文天祥哪還有籌碼。伯顏對這位南宋狀元充滿敬意，希望他“棄暗投明”，應允無數榮華富貴。文天祥均不為所動，遂被扣留。
1276年一月，蒙軍進入臨安城，謝太后、全太后、恭帝等投降。二月初五，蒙軍舉行了受降儀式，南宋太后與皇帝被送往元大都。南宋度宗的另外兩個兒子益王趙昰和廣王趙昺，在臨安城失守前，被大臣護衞逃至永嘉。在蒙軍追擊下，一行人忽而海上，忽而陸上，顛沛流離。
五月，陳宜中、張世傑在福州擁立趙昰為帝，是為南宋端宗。文天祥也找準時機從監禁中逃出會合，被任命為右丞相，隻身前往江西組織隊伍，接連收復數城。但形勢對南宋沒有一點轉變，因為蒲壽庚等人投降，使得元軍得以在閩、粵勢如破竹。蒲壽庚（非華夏人）以一種非常殘忍和令人不齒的方式，向蒙軍投誠，他屠殺了南宋宗室和將士。
福建沒法待，南宋朝廷只好向廣東轉移，在珠江口內外的海上漂流多日，其間，雖有福建、廣東等地農民義軍協助宋軍抗擊元軍，也取得幾次勝績，但對整個局勢來説並沒有太大影響。
1278年四月，南宋端宗趙昰病故，其弟趙昺即位。十一月，文天祥在今廣東海豐縣被元軍俘獲。面對張弘範的數次勸降，文天祥嚴詞拒絕，並寫下了“人生自古誰無死”的千古名句。文天祥被解送至大都後，忽必烈曾親自勸降，亦被堅決拒絕，最終於1283年在大都被斬首。
1279年正月起，經過偵察得知南宋帝昺下落，元軍水、陸兩道直奔廣東新會之崖山。當時，張世傑、陸秀夫等人正率領宋軍將士、家屬等共計二十餘萬人在崖山海面不斷整軍備戰，並得到了周邊州縣和海上疍民的支持。二月，元軍發起總攻，陸上蒙古騎兵和海上漢人水軍，合力夾擊南宋殘軍。南宋軍隊大敗，陸秀夫抱幼帝趙昺投海，二十餘萬南宋軍民要麼戰死，要麼溺亡。張世傑突圍後，原本要去交趾，但不幸遭遇大風，在海上淹死。至此，南宋殘存的主要政治和軍事力量已不復存在。
南宋雖然滅亡了，但揚州、邕州、合州等地抵抗元軍的力量此起彼伏，許許多多的宋人，在明知南宋謝太后、全太后和恭帝降元的情況下，在明知大勢已去、南宋朝廷已經完全覆滅的情況下，仍然堅持奮勇抗擊，在史籍、地方誌中留下了許多可歌可泣的事蹟。很多宋將屢敗屢戰，在明知不可為的情況下，如西西弗斯一般執着堅韌地抗爭，最後幾乎都是自盡，與北方漢人地主豪強忠心侍元，形成鮮明對照。
當然，元朝滅南宋，實現大一統，符合歷史發展的潮流，符合中華民族的總體願望。南宋王朝不思進取、耽於享樂、奸臣當道，客觀上促進元朝統一中國。元世祖忽必烈有意無意地迎合了大一統的思想。
崖山，不僅是南宋王朝最後的地方，也是中國歷史上一個重要的轉折點——意味着元朝實現了中國大一統，這也意味着作為少數族羣及在當時還是對立陣營得外族蒙古人首次統一了全中國。有人認為，崖山之後無華夏。意思是説，崖山之戰，漢人最後的血性和勇敢被二十多萬南宋將士帶到了大海深處，從此，漢人整體上不復先民那種“犯強漢者，雖遠必誅”的血性。但仁者見仁，智者見智，我們不去分析崖山之後國民性的變化，但崖山，是一個值得中國歷史記住的地名。