攻克襄樊之后，元朝高級將領(lǐng)紛紛建議乘此勝機全面攻宋。阿里海牙說：“荊襄自古用武之地。漢水上游已為我有，順流長驅(qū)，宋必可平?！卑⑿g(shù)說：“臣略地江淮，備見宋兵弱于往昔。今不取之，時不能再?！贝藭r，奪荊襄，順流而下，在中國歷史上一再重演的大歷史劇場景，已經(jīng)在忽必烈眼前展現(xiàn)。

襄樊戰(zhàn)役的第二年，1274年，元朝開始對南宋大舉進攻。正副統(tǒng)帥分別是伯顏和阿術(shù)。出征前，忽必烈訓(xùn)諭諸將，要他們?nèi)》ū彼蚊麑⒉鼙?，攻克南唐都城時，不枉殺一人。

襄樊戰(zhàn)役后，忽必烈兌現(xiàn)阿里海牙的承諾，重用呂文煥，任命呂文煥為昭勇大將軍、荊湖行省參政。廷議攻宋之前，忽必烈召呂文煥面談，了解宋軍江防布置，陡增滅宋信心。而沿江一線將領(lǐng)，多為呂氏舊部，呂文煥跟隨伯顏大軍東下，一路出面招降，沿江州郡幾乎望風(fēng)歸降。

1274年9月，伯顏舟師浮漢而下，時宋軍集重兵十萬于郢州（今湖北鐘祥），然伯顏避其鋒芒，繞過郢州，渡江后，進逼鄂州。鄂州守軍沒有抵抗。占領(lǐng)鄂州后，伯顏和阿術(shù)統(tǒng)率大軍，水陸并進，順江而下。同時，伯顏命副將阿里海牙進取荊湖，以絕東進之師后顧之憂。1275年，阿里海牙攻克江陵，徹底切斷四川與長江中下游的聯(lián)系，忽必烈忐忑之心終于安定，稱“東南之勢定矣”，排宴三天志慶。鄂州失陷的消息傳到臨安，朝廷震動。此時宋度宗剛剛駕崩，幼帝趙隰四歲，祖母謝太后臨朝稱制。謝太后詔命丞相賈似道都督諸路兵馬抗擊元軍。

臨安太學(xué)生紛紛上書要求賈似道出師御敵。迫于朝野壓力，賈似道領(lǐng)兵十三萬，艦船兩千五百艘西行，于是，宋元兩軍在丁家洲（今安徽銅陵）展開決戰(zhàn)。這是宋、元兩軍的最后一場決戰(zhàn)，以宋軍十三萬精銳部隊全軍覆沒而告終。至此，元軍在軍事上取得了絕對優(yōu)勢，南宋滅亡只需用時間推算。盡管之后還有過焦山戰(zhàn)役，南宋朝廷已經(jīng)喪失了大規(guī)模的抵抗力量。

1275年夏，謝太后發(fā)詔書，向叛將呂文煥、范文虎“招諭”，“要求”他們從中斡旋，促使元廷退兵許和。1276年1月，又遣使往伯顏軍營求和，聲稱除納歲幣外，愿尊元帝為伯，執(zhí)子侄之禮。如不許，稱侄孫也可以。再不許，只求封一小國保存趙家宗廟。哀切、乞憐之狀，實讓大宋蒙羞，陵寢動搖。

1276年1月，伯顏統(tǒng)率三路大軍，包圍臨安。求和不成，南宋丞相主張南逃。然謝太后反對，她看到錢塘江出海口已被封鎖，無法大規(guī)模南遷，為保全城內(nèi)數(shù)十萬軍民，只能選擇投降。而此時，朝中各級官員接踵宵遁，正月初五臨朝，文官只剩六人，到十三日，朝中為之一空。

正月十七日晚，是大宋王朝的最后一夜，趙氏孤兒寡母已經(jīng)決定向元軍奉獻國璽求降，求降表也于當(dāng)夜謄清。十八日，宋奉傳國璽及降表至臨安城外元軍大營，均被退回，因降表“不稱臣，仍書宋號”。二十五日，修改后的降表送達伯顏。二十六日，元軍進入臨安城，宋亡。