宋朝逮捕和關押了蒙古使臣，是在獅子頭上撓癢，極大地激怒了蒙古人，促使蒙古軍隊又生出侵犯宋朝的念頭，淮河和蜀地四川一帶，在那時一起動盪不安，戰亂不息。只因爲蒙古正在發生內訌，意見分歧較大，沒有派出大軍大舉進攻，因宋朝的守將還能勉強支撐，堅持防禦。
蒙哥汗繼承皇位以後，聽說月裡麻思已死，他正在朝思暮想向南進軍，真是瞌睡來的時候，別人送來了枕頭，這時真是機會到了，於是就派遣大軍向南挺進，留下年少的弟弟阿里不哥駐守和林城。
那時四川陝西一帶，雖然有宋國的將領蒲擇之、劉整、楊立、張實、楊大淵等人，佔據著險要地形進行防守，令人無奈的是遇到蒙古軍鐵騎，快如旋風，鋒利如刀，無法抵擋，蒙古軍隊所到之處，宋朝軍隊無不遭遇慘敗。
蒙哥汗率軍向南進軍，渡過嘉陵江，進入劍門關，守衛將領楊立英勇戰死，張實兵敗後被逮捕，蒲擇之、劉整等人駐守成都，也被蒙古先鋒部隊紐璘，也記載爲耨埒。攻破陷落，蒲擇之等將領敗潰逃散。
蒙哥汗進入閬州的時候，守城將領楊大淵是個軟骨頭，把城市拱手相讓，投降了蒙古軍。收服在閬州以後，蒙古軍隊繼續圍攻合州，蒙古人以漢制漢，先派遣宋朝投降將領晉國寶，對守城將領王堅進行勸降，很有骨氣，王堅拒不投降。
晉國寶勸降不成，被罵得狗血淋頭，無可奈何，只得返回駐紮在峽口，王堅這時並不放過晉國寶，王堅立即派遣將軍帶兵把他捉拿回來，捆綁到閱兵場上，宣佈晉國寶賣國求榮，罪不可赦，立即傳令把他斬首示衆。
王堅大敵當前，含著眼淚，哭泣著帶領全軍宣誓，同心同德抵抗蒙古軍隊，打開城門奮勇出戰，全軍將士奮勇當先，爭先恐後，誓死如歸，與敵軍展開激戰，戰爭一直持續到當天晚上，蒙哥汗遭遇強手，無法取勝，只得後退十里安營扎。
幾天以後，蒙古軍隊又兵臨城下，又被王堅軍率領的宋朝軍隊打退。這樣一方進攻，一方防守，相持了幾個月也不相不下，雙方都沒有佔到便宜。
蒙古的先鋒將軍汪德臣，見久攻不下，就採取了新的方式重新發起進攻，在軍隊挑選精幹的軍士，下決心發起更猛烈的攻擊，當時準備齊全攻城的器具，軍士們捨死忘生，在秋天漆黑漆黑的夜晚督促士兵發起猛攻，登上城牆，王堅大敵當前，也鎮定自若，率領軍隊頑強抵抗。
兩支軍隊奮勇地激戰了一個通宵，直到第二天天明的時候，纔看見城牆上，城牆下，屍如山積，流血遍地，慘不忍睹。汪德臣憤怒起來，對著城牆高喊說：“王堅趕快投降！”
他的話還沒有喊完，冷不防一塊大石頭從他的頂猛擊下來，他連忙將頭一偏，連忙躲過，這塊巨大的飛石卻正好打在他的右肩上，把他手中的令旗，也被打落了下來。
蒙古軍士見到主將已經身負重傷，自然就失去了銳氣和鬥志，放慢了攻城的進程，這時大雨傾盆，攻城的牆梯也溜滑不堪，大量牆梯被摔壞，蒙古軍隊失去了攻城的器具，只好紛紛向後撤退。當天晚上，汪德臣由於在戰場上身負重傷，無法搶救，在軍中死亡。真像他發起攻擊時宣誓所說的那樣，誓死如歸。
蒙哥汗因爲駐兵在城市外面，將近半年的時間，毫無進展，這時又遇到手下的良將受傷死亡，憤怒中更感到無限的悲傷，由於過度悲傷，生起了疾病。
在合州城外面有一座山叫做釣魚山，蒙哥汗只得登上山去，安心養病，沒想到病勢沉重，不治身亡。部下的將士用兩隻驢子，裝載著他的屍體，外面蒙蓋著繪著彩色圖畫和棺材，全軍向北撤退而去，這樣合州的包圍才得以解除。
蒙哥汗當大汗九年，他爲人性格沉著冷靜，寡言少語，也不貪圖享樂，對宮廷的管理非常嚴格，雖然也像其他帝王一樣，養了大老婆和小老婆，但是數量不是很多，一點也沒有超過規定的人數。
蒙哥汗每當發佈命令的時候，必須親自起草，經過多次修改後才決定下來，因此在他當下時期，手下的官員無法擅自濫用職權。蒙哥汗自幼生長在蒙古軍營中，騎馬射箭的技術非常高超，喜歡外出打獵，相信占卜和算命，預測未來命運，他在元朝蒙古帝王中有功也有過，他的去世以後，後人把的廟號定爲憲宗。
蒙古親王末哥等朝廷要員，得知蒙哥汗死亡後，就向中國和外國宣佈了訃告。當時忽必烈剛剛纔率軍渡過淮河，直達黃坡，他接到憲宗的死訊後，就立即率領各位將領向北返回。
忽必烈對對他說：“我過去曾經接受老皇帝的命令，決定向東和向西同時進軍，今天已經越過淮南，戰爭非常順利，這時沒有取得徹底勝利，豈能無功而返？我們可以從忽必烈的口中知道憲宗蒙哥汗的征戰計劃，也算是對前面文章的補充和說明。況且現在兀良合臺已經平定了交趾國，這裡也是照應了前面的文章。正好邀請他共同夾擊宋朝；這次縱使不能消滅宋國，也能叫他聞風喪膽，對我們蒙古望而生畏。”
他們正說著話的時候，旁邊有人宛然走了上來，勸告說：“長江向來被稱著天險，易守難攻，宋朝依靠長江天險建立國家，必定會對長江嚴防死守，我軍如果不去猛烈攻擊他一番，就不足以宣揚蒙古大軍的威風，我這位小將領願意擔當這個任務。”
忽必烈看了看那個人，原來是部下的大將董文炳。就對他說：“你的建議很好！你就帶領左路軍前去攻打吧。”董文炳就愉快地接受了命令，與弟弟董文用等率領軍隊前去執行攻打任務去了。
這時忽必烈就一邊派遣使者，攜帶書信，送往兀良合臺那裡，一邊率領全軍，出兵接應董文炳。董文炳命令弟弟董文用等人，駕駛著艨艟大戰艦，鼓起風帆，駕起船槳，奮勇渡江，自己率領馬軍在岸上指揮作戰。
宋軍知道蒙古軍隊到來，駐紮重兵，沿江防守，嚴陣以待，長江中也安排有大船駐紮那裡，防衛非常嚴密，但是宋朝一直是文官政治，武備非常糟糕，那些將軍都是酒囊飯袋，沒有戰術，缺乏勇氣，聽說蒙古軍隊到來，還沒有與敵軍交戰就首先自我膽怯起來，縱使勉強與敵軍作戰，也沒有絲毫的勇氣。
董文炳兄弟倆，重兵壓境，率領軍隊水陸並進，打得宋朝軍隊東倒西歪，膽戰心驚，望風而逃。到忽必烈指揮軍隊到來的時候，董文炳率領的軍隊已經突破防線，渡過長江了。
第二天蒙古軍隊全部到達，攻勢更加兇猛，攻破臨江，進入瑞州，聯合各路大軍圍困鄂州。整個南宋朝廷大爲震動，但是朝廷啓用了一個奸邪的小人賈似道，他貪贓枉法，巧言令色，軍事才能卻平淡無奇。
他把軍隊集中在漢陽，作爲鄂州的後援部隊，賈似道毫在作戰方面既無膽量，也無謀略，宋朝皇帝啓用他真是瞎了眼，貽誤戰機，害國害民。他率領軍隊逗留在路途中，各位將領也自由散漫，不遵守軍隊的紀律和約束。
那裡剛好聽說鄂州的守城將領張勝戰敗身亡，城市中死傷慘重，多達一萬三千人，賈似道感到非常恐懼，秘密派遣心腹將領王哀，到蒙古軍營，拜見忽必烈，請求向蒙古稱臣，每年交納錢幣。
忽必烈語氣強硬，沒有答應他的要求，他的部下郝經勸告他說：“今天蒙古國遭遇大汗去世的大喪事，國家沒有君主，在皇帝宗族裡的各位王爺，都企圖繼承汗位。倘若他們先發制人，派兵抗擊和阻撓親王，那樣我們就會腹背受敵，難於應付。不如對宋朝送一個順水人情，現在就與宋朝進行和平談判，達成和平協議，現在抓住時機，立即率軍向北歸去，另外派遣一支軍隊迎接先皇帝的棺材，收取象徵國家權力的國璽，召集各位親王前來共同辦理大汗的喪事，商議和決定繼承汗位的大事，那時親王就會順應天命，贏得人心，自然就可以穩穩當當地登上大汗的寶座了。”忽必烈後來之所以獲得大汗的寶座，都全靠這一難得的勸告。
忽必烈聽了郝經的勸告，如醍醐灌頂，翻然省悟，就與宋朝京城達成和平協議，他命令宋朝向蒙古獻出長江以北的地區，另外每年向蒙古交納白銀和絹各二十萬，就撤退軍隊凱旋班師，返回了北方。
這裡兀良合臺剛剛準備向東挺進，以接應忽必烈率領的軍隊作戰，正率領軍隊攻佔潭州，後來得到了蒙古的宋朝進行和平談判的消息，就率領軍隊向東進發，到了鄂州的時候，聽說忽必烈已經向北返回，也率領軍隊隨著返回北方去了。
賈似道看見蒙古軍隊向北撤退，發起反攻，命令部下將領夏貴等人，追殺蒙古軍隊後衛軍士百多人，向皇帝謊報軍情說，宋朝各路大軍都取得了勝利，把獲得的蒙古俘虜獻給宋國朝廷。
頭腦糊塗的宋朝皇帝宋理宗，竟然相信了他騙人的鬼話，讚賞賈似道新立戰功，召喚他返回朝廷，封賞他爲衛國公，加官晉級，寵愛有加，這真是天底下少見的奇怪事件！也許不是奇巧事件，而是呆鳥行爲。如此昏庸無道，宋朝豈能不亡？
忽必烈返回北方的燕京，聽說有人在路途中不斷收編軍隊擴充隊伍，還找藉口說是憲宗去世時留下來的命令。忽必烈說：“蒙古的兵馬充足，哪裡用得著收編軍隊。擴充隊伍，這種做法必定是駐紮在和林人，在暗地裡想發動叛亂，所以才產生這樣的舉動。”
隨即頒佈命令放還收編的民兵，這一舉措很得人心，人們非常高興。進軍到開平的時候，各位親王末哥、哈丹、塔齊爾等都前來參加會議，他們都表示願意擁戴忽必烈當大汗。
忽必烈欲取先予，堅決推辭，拒不接受，後來接到西域旭烈兀送來的書信，他在信中說西征軍已經取得全面勝利，正在整頓軍隊，班師回國。旭烈兀在信中衷心敦請忽必烈當大汗。忽必烈就答應他們的請求，等不到庫里爾泰會議的推舉，就登上了大汗的寶座，當上了新的大汗。