元朝十年(1273)，元軍攻陷襄樊後，右丞相伯顏率水陸大軍順長江而下。元十二年(1275)，元軍攻建康，宋建康留守，逃城。全體指戰員控制許等人投降，占領建康。
元軍進軍建康後，伯顏出兵攻打建康周邊重鎮，進而攻占鎮江，控制了江東地區，建立了穩固的南下根據地。與此同時，忽必烈命令阿蘇率軍渡河，進入揚州。
阿蘇在揚州東南瓜州大興土木，修復戰鬥器械，在揚州城外圍構築堅固堡壘，切斷宋軍援軍，並派水師截河，控制長江天險，切斷宋軍渡江南下救臨安的通道。
南宋時，朝廷立國，以長江為防線，淮河為屏障。“諸重兵居揚州，臨安依之。“元軍占領建康，包圍揚州，攻占淮河，南宋都城臨安徹底失去屏障。元軍在建康休整後，士兵衣食無憂，戰鬥力更強。它做好了隨時攻占臨安的準備，處於進攻的有利位置。
加固
在元軍兵臨城下的局面下，南宋朝廷矛盾重重，主戰舉棋不定。雖然朝廷多次下令全國各地的宋軍進入維安，但由於元軍的全面進攻，宋軍境內的京滬、川陜戰場不堪重負，兩淮、宋軍被元軍封鎖，無法渡江援助。只有雲州(今湖北鐘祥縣)的張士傑、江西的文天祥等將領和部分浙閩士兵到達臨安鎮守。但這些小規模的增援根本無法扭轉整個戰局。
穿過外圍
1275年五月，宋廷命主戰派張士傑率軍進攻元軍外圍防線，未能打通。六月，淮東太守李庭芝命令江才打通河道去救揚州。兩軍在長江大橋激戰，宋軍死傷萬余人，江才只帶了幾個騎手逃回揚州。為了確保臨安，宋廷組織了嶠山之戰。
張士傑為了控制長江南岸，命令張炎領兵出鎮江，揚州的李庭芝出兵瓜州，並配合他從江北引水師陳冰到鎮江以東的焦山河，約定三路並進，與元軍決戰。
但揚州宋軍沒有按時到達，鎮江張炎拒絕發兵，只留下張士傑壹人。元將阿蘇、阿塔海、張弘範等人在石公山指揮戰鬥，命萬戶劉慎沿長江北岸繞到背後。董文炳、劉從焦山左右夾擊，萬戶突然沖向大陣。
元軍乘風發射火箭，宋船相繼起火，戰局頓時大亂。宋師全軍覆沒，戰船損失700余艘。
焦山大敗後，宋朝軍隊全軍覆沒，朝廷要麽議和，要麽南逃，分崩離析，南宋滅亡指日可待。至元十二年(1275)七月，忽必烈終於下定決心滅宋，命伯顏率元軍直逼臨安。
臨安前進
伯顏受命後，召集將領攻宋，決定“兵分三路，會師臨安”的作戰部署。
這年11月，伯顏兵分三路攻打臨安，西路由參政的亞伯拉罕率領。四萬戶總管奧露西率領的蒙古騎兵出至建康，長驅直入溧陽、獨墅關(今浙江安吉縣東南)。東路由董文炳、萬洪範、杜等參政率部沿江入海，進軍海鹽、澉浦(今浙江海鹽縣南)。中路的伯顏率眾軍，率領水陸兩軍出鎮江，向常州、平江(今江蘇蘇州)進軍。
溧陽之戰
西路軍主教練亞伯拉罕率部南下至溧陽，遭到南宋守軍的抵抗。結果，宋軍失去了他的部隊，殘余勢力向南撤退。元軍乘勝追擊，在黎陽西南的林吟東壩再次擊敗宋軍。
元軍在追擊中被南宋援軍阻擋，雙方激戰。後來元軍派蒙古騎兵沖殺，宋軍抵擋不住，突圍南逃。
溧陽之戰，宋軍損失70余人，士卒近兩萬人，傷亡慘重。11月下旬，西路軍推進到通往建康臨安的要隘——獨山關(今浙江安吉縣東南)。南宋指揮官張娟帶領他的部隊北上阻止元軍，並與元軍騎兵交戰。
雖然宋軍是壹個強大的士兵，但只有幾千人，而且都是步兵。雖然他作戰勇猛，但是很難阻擋強大的蒙古騎兵。最後，他被打敗了。主張瀾被殺，兩千多將士死傷。元軍控制了臨安北門。
常州血戰
中路軍伯顏領兵攻下長洲，長洲是鎮守臨安的前線，也是元軍攻下臨安整個計劃的關鍵。伯顏派兵擊退宋援軍後，親自指揮攻城。元軍在城南築起高臺，將炮放在臺上猛攻入城，再向城內發射火箭。常州市壹片火海。
伯顏命令元軍建造梯子和繩索橋來攻擊這座城市，元軍入侵了這座城市。長洲太守姚彥帶領將士浴血奮戰，終因寡不敵眾，又無外援而失敗。姚彥、王安傑等。都被殺了，和尚萬安和莫倩領著和尚來幫忙，五百個和尚都死了。
伯顏下令屠殺，只有7人幸存。常州之戰是宋元戰爭中最慘烈、影響最大的壹場戰役。元十二年(1275)冬，正當常州軍民奮力抗敵之際，宋廷派率兩千余人從淮來援常州，文天祥也派帶兵相助。
得到消息後，他命令懷都和王領兵在武穆(今江蘇常州東南)阻擊。戰爭開始後，文天祥的馬士龍部與元軍交戰。因為張權沒有救，馬士龍死了。在元軍的進攻下，張權退守烏木，文天祥部奮起抗擊朱華，擋住了元軍。余音指揮宋軍與損失慘重的元軍決戰。
元朝時，王與淮都合作，水陸夾擊，宋朝時，按兵不動。余音失敗，逃往南方，余音被亂軍俘虜，被元軍殺死，他的士兵大部分死亡。眼看大勢已去，張權率兵逃離五牧場，導致救援失敗，未能解決長洲之圍。
外圍清潔
伯顏攻下常州後，派統帥帖木兒和壹萬懷都領兵攻無錫、平江。在元軍士兵的圍攻下，宋軍向元軍投降。東路水軍，以範為先鋒，沿江東進。由於沒有宋軍鎮守長江兩岸，元軍行進順利。
當時，在不歸宋朝管轄的長江口地區，活躍著壹支由朱慶、張宣率領的貧苦漁民組成的水軍。元軍總司令董文炳認為這支部隊可以使用，於是交出了這支海上部隊。朱、張領兵、船隨元軍南下攻臨安，增強了元軍的海戰能力。
東路軍離開長江口後，順海岸而下，十二月逼近錢塘江口，從海上包圍臨安。元朝十二年(1275)十二月，元朝三軍逼近臨安，準備隨時攻占臨安。至元十三年(1276)，東路軍董文兵登陸，到達嚴觀縣(今浙江海寧市)。宋守軍投降了。
董文炳率領東路軍與伯顏的中路軍會師，西路軍亞伯拉罕也率領部隊與中路軍會師。
在大軍壓境之下，南宋朝廷大亂。丞相陳邀太皇太後出海避敵，張士傑與文天祥拼死壹戰。宋廷沒有進行軍事抵抗，和平遭到了元軍的拒絕，所以他在壹封信中要求伯顏投降。派董文炳、呂、範入城安撫百姓，禁止搶掠，關閉倉庫，沒收宋的冠、圭、儀器，以及大量珍寶、器物，運到大都(今屬北京)。
伯顏親自前往臨安城安置宋廷人員，並在宋太祖趙顯、權太後壹家、謝道清太後等朝廷官員和朝廷人員的監護下，浩浩蕩蕩地向北進發。至此，臨安被元軍攻陷，南宋朝廷滅亡。