1268年，忽必烈夺取蒙古大汗之位后，第三次大规模寇宋，首先重点攻打“南宋命门”襄阳，实现中路突破。此乃降将刘整所献之计也，以避开川陕西路的山城防御体系，沿着汉江快速抵达长江中游，然后直指下游的江南核心统治区域。襄阳的地理位置，被唐代王维赞誉为“楚塞三湘接，荆门九派通”，而在孟珙构建的荆襄中路防守体系中，担任桥头堡的重任。历时六年的襄阳之围中，刘整在鱼梁洲筑实心台，训练元军水师7万，建造战船5000艘，牢牢锁住襄阳的水上交通，而且为本不长于水战的蒙元攻占长江沿线，创造了条件。他将襄阳包围得水泄不通，还围点打援，在樊城附近的龙尾洲击退多次援军，将吕文焕和范文虎的犄角之势死死隔离开来。在宋末的诸将中，刘整、高达的军事才能远远高于吕文焕、张世杰，一个特别擅长攻城战，一个特别擅长防御战，每人皆可与元军张弘范（张柔之子）相抗衡，只可惜先后被逼反，效力于元军。若无此二人的反水，元军便不会十年内占领南宋。与刘整积极伐宋、受气致死相比，高达官至参知政事，退居湖湘屯田。受孟珙生前提拔的荆湖制置使李庭芝，危难时刻，奉命督师援救襄阳，打算联合开展军事行动，竟然被进驻钟祥的范文虎拒绝，奉贾似道之命从中牵制，不准李庭芝抢夺援襄的功劳。范文虎为殿前副都指挥使，不受李庭芝节制，自己几次督师运送物质驰援襄阳，皆被击退，依然“日携美妾，走马击球军中为乐”，将国家利益置于脑后。打不赢无所谓，还可以跑路，可以投降，继续享受人生。襄阳物质极度匮乏时，李庭芝只能另辟蹊径，自行招募民间死士3000人，在房陵打造船舶百艘，备足物质，再招募领队都统，得到农民张顺、张贵的响应。他俩率舟百艘东征驰援，斩断连江铁链，突破元军封锁，进抵襄阳。张顺殿后时，为元军乱箭射杀。张贵乘船与范文虎如约联合出兵，以解襄阳、樊城之围，孰料后者鉴于他是李庭芝所派，故意按兵不动，以致他孤立无援，为元军乱刀砍死。奸臣当道，战局危险，英雄挺身，沦为祭品。
1273年，中路军阿术攻陷樊城，守将牛富投火殉职，元军张弘范猛攻襄阳，吕文焕突围无望，开城投降，被任命为元廷参知政事。在其帮助下，张弘范采取攻抚结合的政策，沿途招抚吕家军镇守城池的诸将，致使南宋长江中下游防御体系基本崩溃。襄阳之战并没有金庸《神雕侠侣》中那般英勇壮烈，而是带着诸多的愤恨、耻辱与无奈。说到英勇壮烈，要算张顺、张贵兄弟，跟守城的吕文焕无关，而且败局正是吕家军所致，防御无方。左丞相伯颜率西路军南下，绕过难啃的钓鱼台等地，挥师东进，夺取江陵，再效仿西晋灭吴的做法，水陆并进，沿江而下，以吕文焕为先锋，攻打中部重镇汉皋。宋将张世杰临危受命，带领5000人驰援汉皋。他原属元军张柔部下，犯事南逃，得到吕文德、贾似道的重用，两次参与驻防齐安，屡建战功。仅驻汉皋后，他“以铁縆锁两城，夹以炮弩，其要津皆施杙，设攻具。大军破新城，长驱而下，世杰力战，不得前，遣人招之，不听。丞相伯颜阳攻严山隘，潜自唐港荡舟入汉，东攻鄂”。汉皋乃吕家军的故地，几无秘密可言。汉皋主将在大战不力、战船尽毁的情形下，被迫投降。张世杰带领自己兵马遁走，辗转赶往都城临安。摄政的谢太后果然发布勤王诏令，只有张世杰带兵赶至，迅速得到重用，组织临安保卫战。汉皋失陷后，鄂渚、齐安、蕲水、柴桑、湖口、安庆等沿江重镇，或闭门让道，或不战而降。贾似道紧急率领13万水军，阻击元军于铜陵丁家洲，因各路不调，水陆不谐，战术落后，遭到惨败，鲜血染红了长江水。贾似道光复中兴的名臣形象，顿时坍塌，不久被降罪贬谪，途中被仇人刺杀。时人作诗讽之：“丁家洲上一声锣，惊走当年贾八哥。寄语满朝谀佞者，周公今变作周婆。”《宋史·李庭芝传》载：“似道兵溃芜湖，沿江诸郡或降或遁，无一人能守者。庭芝率所部郡县城守。”长江下游重镇里，唯有镇守扬州的两淮制置使李庭芝誓死抵抗，守住京杭运河要道，守住都城北大门。
汉皋水战、丁家洲水战溃败之后，接着是焦山水战溃败。张世杰本是贾似道亲信，从普通将领突然提升为大元帅，缺乏丰富的作战经验，带领一万艘大小战船的庞大水师，南宋水师的最后家底，从临安北上至镇江，用铁链锁住战船，邀约扬州李庭芝、常州张彦一起出兵，三路进攻。在援军未至的情形下，其孤军在江中焦山跟元军水师决战，被元军水路协同夹击，重蹈赤壁之战的覆辙，被烧掉半数的战船，一万多水军被迫投水而死。元军主将是兀良合台之子阿术、张柔之子张弘范，是勇气可嘉、谋略不足的张世杰根本应付不了的。焦山之战是江南都城临安的最后一搏，损失惨重。李庭芝未能及时赶至，主要是张世杰战略有问题，未能一起商讨协同作战。李庭芝为接应张世杰，命令将领率步骑2万乘夜进攻扬子桥元军，欲打通入江攻占瓜洲的外围，遭到元军张弘范的阻击和埋伏，万箭齐发，死伤1.8万。因张世杰资历尚浅、威望不足，常州守将张彦干脆按兵不动。临安陷落后，谢太后与宋恭帝降元，在元军授意下，两次致书扬州勒令李庭芝投降，他射杀来使，誓死抵抗。待扬州围城无粮后，他突围至泰州，家眷被劫持，自己被元军俘获，押至扬州杀害。在孟珙生前栽培提拔的四大青年将领里，刘整、高达半道投降，助纣为虐，被后世唾骂，王坚、李庭芝坚持抗元，要么调离一线，要么不屈而亡。李庭芝是荆江随州人，跟孟珙是老乡，而他之所以没有重大成就，主要是长期被吕家军、贾似道压制着，不准抢夺战功，不准赢得名声，只是始终没有被逼反而已。《宋史·李庭芝传》载：“嘉熙末，江防甚急，庭芝得乡举不行，以策干荆帅孟珙请自效。珙善相人，且夜梦车骑称李尚书谒己，明日庭芝至。珙见其魁伟，顾诸子曰：‘吾相人多，无如李生者，其名位当过我。’时四川有警，即以庭芝权施之建始县。庭芝至，训农治兵，选壮士杂官军教之。期年，民皆知战守，善驰逐，无事则植戈而耕，兵至则悉出而战。夔帅下其法于所部行之。淳祐初始去，举进士，中第。辟珙幕中，主管机宜文字。珙卒，遗表举贾似道自代，而荐庭芝于似道，庭芝感珙知己，扶其柩葬之兴国，即弃官归，为珙行三年丧。”孟珙临终前，见贾似道附和自己，善筑城以固江防，且为“归正”名将贾涉之子、宋理宗贾贵妃之弟，便荐其自代，还嘱其照顾李庭芝。孰料贾似道不肖乃父，为人奸诈，偏于和议，跟吕家军勾结，未提携李庭芝，反多掣肘之。焦山水战、临安保卫战若是让李庭芝主持，南宋未必会顷刻土崩瓦解。
此种造化弄人的溃败局面，令在东路江淮布局抗元的文天祥极其痛心。此前，他专门赠诗给齐安守将陈奕，反复叮嘱，勉励其坚守大别山中路，作诗《齐安第七》曰：“桓桓陈将军，东屯大江北。化作虎与豺，楚星南天黑。”文天祥跟陆游一样喜爱苏轼，曾作《读赤壁赋前后二首》，其一云：“昔年仙子谪齐州，赤壁矶头汗漫游。今古兴亡真过影，乾坤俯仰一虚舟。”他明白三国赤壁之战的意义，明白齐安不战而降的意义，只能严格要求自己，誓死保卫宋朝。文状元出身、原本自请致仕的文天祥，散尽家财，招募士卒勤王，于两浙一带抵抗东路元军。他长期被贾似道打压，几度沉浮，此时才转为临安知府，及至元军攻打临安时，两任丞相们要么连夜逃走，要么督战不力，都城一片混乱，他才被紧急升任右丞相兼枢密使，奉命与元军议和。他无法接受元军的议和条件，因面斥元主帅伯颜而被扣留，后于押解北上途中，于镇江成功逃脱。他重召旧部，主持岭南小朝廷，转战各地，又不幸被元军袭击、俘虏。张弘范强迫他写信劝降岭南主持战局的宋将张世杰，他顺手写了《过零丁洋》一诗，慨叹说：“人生自古谁无死，留取丹心照汗青。”张弘范笑而置之，没有为难，反而建议忽必烈善待文天祥。此前，长春子丘处机应成吉思汗第三次之邀，率领李志常、尹志平等众弟子自莱州北游再西游，步行三万五千里，至西亚大雪山，拜见进攻花剌子模的成吉思汗，被问及如何长生不老时，建言止杀爱民，胸襟广阔，而此语随之成为蒙元对待汉族的一项基本国策。此事见于李志常《长春真人西游记》、尹志平《北游录》，而二书仿效唐代辩机《大唐西域记》。丘处机北上跟成吉思汗对话之事，亦见于金庸《射雕英雄传》。文天祥被长期羁押于大都，直至宋亡三年后不屈而死。他于北庭狱中作自勉诗《正气歌》：“天地有正气，杂然赋流形。下则为河岳，上则为日星。于人曰浩然，沛乎塞苍冥。皇路当清夷，含和吐明庭。时穷节乃见，一一垂丹青。……”元廷为摧毁他的意志，逼他投降，将其妻子和两个女儿贬为宫奴，受尽屈辱。文天祥乃南宋状元宰相，显示出崇高的民族气节。南宋另一状元宰相留梦炎，却是南宋后期继史弥远、贾似道、陈宜中之后的最后一个奸相（四人皆为钱江人），降元后，主动帮助元廷招降一批宋臣，还建议杀掉不肯投降的文天祥，而忽必烈见文天祥颇有气节，欲放归为道士。
1276年春，临安失陷后，宋恭帝被俘至北方（此时只有六岁，被封瀛国公，及长，配元朝公主，十八岁入吐蕃为僧，五十二岁被赐死，尝作诗：“寄语林和靖，梅花几度开？黄金台下客，应是不归来。”），抗元残部移至岭南，定都于榕城，遭到张弘范大军的紧密追击，而其身份为蒙古汉军都元帅。榕城失陷后，张世杰护卫小朝廷西逃至泉州，泉州船舶司、阿拉伯商人蒲寿庚拒绝提供船舶，还主动降元，升任岭南招抚使。他指挥屠杀移滞泉州的南宋宗室男丁三千人，处死宗室所有女人、幼童，砍断手足，极其残忍，还屠杀几万拒不降元的泉州人（明初，朱元璋下令将其岭南后裔全部销籍严惩，世代男奴女娼，以致整个明清时期，其后裔都不得科举入仕，逐渐改姓）。泉州是南宋长期经营的重要港口城市，极具地理优势，不料突然遭到蒲寿庚之乱，完全打乱了文天祥等人的撤退计划。1277年，宋端宗从泉州西逃时，大船被台风倾覆，溺水被救，随即定都于雷州半岛湛江的硇洲岛，建造皇城。随行的朝臣、官兵、船民、工匠、宫女、太监，仍然多达10万人。宋军登岛时，淡水供应不足，一匹战马用蹄扒土，扒出一汪清水，因此赶紧掘井，后名宋皇井。《宋史·二王纪》记载：“景炎二年三月罡硇洲。四月，罡殂硇洲，众立卫王昺为主，升硇洲为翔龙县。”1278年，在元军攻击下，小朝廷由海路转移至珠江三角洲，建都于江门海岛崖山岛，建造皇城。一时之间据岛军民达到20万人，部队不足一半。1279年，元军张弘范包围崖山岛，与宋军张世杰展开规模巨大的海战，为中国古代海战之最。宋军“舟中粮犹可支半年”，做好据险坚守、长期抗战的准备，但元军截断淡水渠道，以致岛上20万南宋军民“食干饮咸者十余日，皆疲乏不能战”。崖山之战失败后，左丞相陆秀夫背负八岁的宋末帝投海自尽，宣告南宋灭亡。岛上10万军民随之跳海，以致翌日海面充斥着漂浮的尸体。主将张世杰拒不投降，意图伺奉杨太后，另立赵氏，寻机再起，不料太后闻听小皇帝已故，随之投海自尽。张世杰将其安葬海边后，失去目标，登上战船柁楼，任其漂流海上，在飓风中溺亡于海陵岛（亦名螺洲）边。元军张弘范命人在崖山岩壁勒字纪念，“镇国大将军张弘范灭宋于此”十二字。《元史·张弘范传》载：“磨崖山之阳，勒石纪功而还。”攻灭南宋后，他返回大都，迅速于1280年病死，享年四十三岁，算是报应。南宋小朝廷自临安南逃至榕城时，本可退守台湾岛，因其土著抵触，未能实行。小朝廷逃至大都市泉州，不料遭到蒲寿庚叛乱。他们无法再去台湾岛，只好逃至雷州半岛，本可顺势退守海南岛，因其土著不久前发生叛乱，未能实行。那里一直是流放犯人的烟瘴之地，令人生畏。元军攻占雷州半岛后，为截断宋军的最后退路，先攻打海南岛，再打崖山岛，而海南岛土著主动抓住宋军主将，献给元军。定都崖山岛前，左丞相陈宜中建议逃往越南，自己先行前去打前站，却迟迟不见小朝廷前来。随后元军三次进攻越南，一度占据都城，陈宜中逃至泰国，自此失踪。南宋灭亡，元世祖询问降将范文虎：“尔等何降之易耶？”范答：“宋有强臣贾似道擅国柄，每优礼文士，而独轻武官。臣等积久不平，心离体解，所以望风送款也！”范文虎主动降元，担任参知政事，不久率军征讨日本，遭遇“神风”，只顾自己撤退，以致一万水师滞留日本的鹰岛，被杀或被俘。日军留恋新亡的南宋，只留下俘虏中的“南人”做农民、工匠，将蒙古人、北人、高丽人全都斩首。
此时节，著名诗人陆游的玄孙陆天骐，在崖山战斗中因不屈于元投海自尽。曾孙陆传义在崖山兵败后绝食而亡，孙子陆元廷闻宋军兵败崖山忧愤而死。众多西蜀防御山城中，泸州的神臂城战至1277年，寡不敌众，全部牺牲，夔门的白帝城战至1278年，寡不敌众，受招投降。1279年，坚守川东钓鱼城的王立，面临南宋基本沦亡、城池被重兵包围、合川严重饥荒、忽必烈答应不杀一人的情形下，开城投降，让城中百姓和将士家属有条活路，而残存的三十二名守城将士当即全部自杀殉国。钓鱼城自1243年余玠建城，至此坚守抗蒙三十六年，创造了世界奇迹，被誉为“上帝折鞭处”。宜宾的凌霄城，位于海拔1080米的凌霄山顶，三面峭壁，一路可通，在长宁军的把守下，成为南宋的最后一座孤城。1288年，元军招降不通，集结30万大军，联合归顺的附近九丝山僰人，再攻凌霄城。守城军民全部战死殉国，成为南宋抗蒙的最后绝响。元军攻占凌霄城后，将其赏给了当地僰人。僰人占据易守难攻的凌霄城、九丝城，日益骄横，入明后不满于改土归流，祸害周边。万历元年，明朝第十二次进剿两城，杀尽两城僰人，对遁入山林者继续清除，自此僰人绝种。有人说，这是为南宋孤城将士报仇。崖山之战后，陆秀夫之子陆自立带着部分民众，驾驶几艘大船逃亡南洋，到了印尼的爪哇岛，建立顺塔国，继续以反元复宋为国家目标。1409年，郑和第三次下西洋时，造访顺塔国，受到顺塔国王的隆重接待，宣布成为明朝的藩属国。1619年，荷兰东印度公司的雇佣军攻占爪哇岛，灭掉了存在340年的顺塔国。爪哇岛后来属于印尼，至今华人占据岛民的三分之一。
