1260年忽必烈即位后，面临着阿里不哥的挑战，为集中兵力平定阿里不哥，忽必烈遵守与贾似道达成的协议，撤回围鄂的蒙古、汉军，重新部署边境防务。他以史天泽为河南宣抚使，史权为江汉大都督，担任对南宋的防御，拒绝李璮出兵攻宋的建议。并采纳廉希宪“遣信使谕出息兵讲好”的建议①，于4月遣郝经为国信使使宋通好。
贾似道惟恐蒙古使臣的到来会使其谎报军功的实情暴露，遂囚郝经于真州（今江苏仪征）。忽必烈致书宋理宗和贾似道，陈述战和利害，并要求令郝经入见或放还本国，宋廷不应。为了专力对付内乱，忽必烈对宋廷的无礼虽进行了措辞严厉的指责，声言“水陆分道并进，以为问罪之举”②，却并未对宋用兵。由于连续发生阿里不哥和李璮之乱，蒙古方面无力再开辟南方战场，不得不采取措施缓和与南宋的矛盾。自中统元年（1260）到至元四年（1267）的8年间，蒙宋战场相对平静。
中统初年，李埴曾多次要求出兵，为忽必烈所止。于李璮之乱发生后，宋曾派兵渡淮，夺取了毫、滕（今属山东）、徐、宿、邳等州。而叛乱平定后，蒙古军立即夺回了所失的7州4县，并将防线南移。但没有向南宋境内深入。
在川蜀战场，留守的密里火者和乞台不花被廉希宪派去的刘黑马、汪惟正杀死。蒙古军内部的争夺减轻了宋军的防务压力。但南宋统治集团内部的矛盾使之错过了收复失地的良机，相反，宋将的争功和妒贤嫉能，却导致了降宋金将刘整的降蒙。刘整以15郡30万户叛宋降蒙，遭到宋朝的围剿，在蒙古不能大力增援的情况下，退出四川。
由于忽必烈改变了先攻川蜀的方针，四川战场遂呈现出相持态势。
在荆襄战场，忽必烈撒军后，兀良哈台也随即撒出，只留河南宣抚使兼江淮诸翼军马经略使史天泽的汉军，依旧屯田戍守，力量薄弱，也不具备主动进攻的条件。
古代风景画鉴赏但是，受到汉将和汉族士人支持的忽必烈，不会放弃统一全国的政治、军事目标。当战胜其夺权对象后，他立即将进攻的矛头指向了南宋。早在忽必烈即位之初，汉将郭侃在上平宋之策时，就提出了“宋据东南，以吴越为家，其要地，则荆襄而已。今日之计，当先取襄阳”的建议③。及刘整入朝，又以先取襄阳为辞，同时建议“造战舰，习水军”④。万户史权也支持这一建议⑤。忽必烈采纳了上述诸将的建议，改变了以川蜀为重点的战略方针，选择襄樊作为突破口，将进攻的重点从川蜀转移到了荆襄。于是蒙宋战争进入了战略进攻的新阶段。
忽必烈在总漠南汉地军国庶事时，就采纳汉臣在河南沿边屯田积谷的建议，为南下伐宋创造条件。即位后，又将屯田推广到山东、淮北。为解决军粮供应做了必要的准备。同时，造战船，练水军；开辟兵源，整肃军纪，补充战马，积极部署伐宋。
至元四年（1267）八月，兀良哈台子阿术“观兵襄阳”，入南郡，取仙人、铁城等栅，俘生口5万，马牛5千。军还，被宋军阻截于襄阳西的安阳滩，鏖战后得渡江北归，留一千人于牛心岭，立虚寨，设疑火，再次大败宋军。这次战役暴露了蒙古军不善水战的弱点，于是请求汉军配合⑥，为忽必烈接受。
四年冬，襄樊会战正式开始。忽必烈征诸路兵，命阿术、刘整进攻襄阳。五年（1268年）九月，阿术等“筑鹿门、新城等堡，继又筑台汉水中，与夹江堡相应，自是宋兵援襄者不能进”⑦。刘整“率兵五万。钞略沿江诸郡，皆婴城避其锋，俘人民八万”⑧。
六年（1269年），诏史天泽与驸马忽刺前往襄樊前线经划。天泽等见襄阳“城坚池深，必可久守，须断其粮道，使其自困”，乃“相要害，立城堡，以绝其声援”⑨。筑长围起自万山，包百丈山，使南北不相通。又筑岘山、虎头山为一字城联互诸堡，建立了长期围困、待其困蔽后进兵攻取的基础。
宋军守将吕文焕觉察出蒙古军的意图，认识到这是对襄樊守御的严重威胁，遣人求援。宋军先后三次遣夏贵、范文虎率师应援，皆为蒙古军所败。七年（1270年）冬，完成了对襄樊的战役包围。
至元九年（宋度宗咸淳八年，1272）春，元军向樊城发动总攻。“破樊城外郛，斩首二千级，生擒将领十六人，增筑重围守之。”七月，宋京湖制置大使李庭芝派都管张顺、路铃张贵率敢死士3千，轻舟百艘，盐、布等物资支援襄阳，元军阻截失利，战死者无数。于是张贵约驻守郢州的范文虎以5千人进驻龙尾州，夹攻元军，谋泄。元军先占龙尾州，张贵被俘，不屈，死。
入秋，元军致书襄樊守将吕文焕，敦促其投降。吕文焕恃襄樊两城联锁互固，不降。元将张弘范、张禧、阿里海牙等献计先下樊城，再图襄阳。忽必烈批准了切断襄阳援助，先取樊城的作战计划，元军开始了对樊城的总攻。
十年（1273），元军从东北、西南两个方向分5路进攻樊城，命熟悉水性的军士潜入水下，破坏宋军用以护城的木栅、铁锁；回回炮手置炮于城东南助攻；放火烧毁襄阳江岸的宋军战船；然后刘整督战舰至樊城下，五路齐攻，激战十余日，樊城破，元军入城。
宋襄樊守将吕文焕困守孤城五年，多次遣人向朝廷告急，贾似道始终不把襄樊城守放在心上，而将与妻妾斗蟋蟀当成“军国重事”。及至樊城失守，襄阳陷于内无可守之兵，外无援军的困境。二月，元军一面攻城，一面遣使入城招降，吕文焕投降。
西线川蜀战场由于忽必烈与阿里不哥的战争而使宋方得到了休整的机会。元军再次攻宋时，重点战场又移至襄樊，使宋朝四川守将得以重新构筑防御设施。襄樊会战期间，元军在川蜀战场没有确定的战略目标，只有少量小规模的骚扰和掠夺。当元军完成对襄樊的包围后，忽必烈命赛典赤、郑鼎、汪良臣、曲立吉思等分别向嘉定、重庆、泸州和涪州进兵，以牵制宋四川守军东下援襄樊，这期间他们征服了建都（建昌，今四川西昌），安定了川西，并袭扰东川，窥视合州。双方在军事上都无大的举措和进展，依然处于相持状态。
江淮战场与荆襄战区关系密切。宋方担任两淮防务的先后是两淮制置安抚大使李庭芝、沿江制置副使兼知黄州夏贵和淮伯西安抚副使兼知泸州吕文福等。元朝方面有蒙古将领唆都、昂吉儿、塔出和汉将董文炳等，他们增兵筑城，设方略、谨斥堠，防止宋军北侵。双方在两淮战场上维持着对峙的形势，只有局部战斗发生。
襄樊的失守，打乱了南宋的战略防御体系，宋方失去了苟安江南的屏障。这是元军对宋进行全面战略进攻和宋朝全线崩溃直至灭亡的转折点。
襄樊之役后，元朝大举伐宋的时机已经到来。忽必烈就征兵、选将两个问题征询谱将领、大臣的意见。史天泽认为：“朝廷若遭重臣如丞相安童、同知枢密院事伯颜者一人，都督诸军，则四海混同，可立待也。”忽必烈采纳了他的意见，命伯颜为帅。伯颜，蒙古八邻部人，其父晓古台从旭烈兀西征，伯颜在西域长大。至元初，受旭烈兀派遣入朝奏事，忽必烈“见其貌伟，听其言厉”，遂留在自己身边，“与谋国事，恒出廷臣右。”至元七年，为同知枢密院事。
襄樊胜利后，元廷立刻进行全面伐宋的准备。伯颜与史天泽同拜中书左丞相，行省荆湖。阿术为平章政事，阿里海牙为右丞，吕文焕为参知政事。又以合答为左丞相，刘整为左丞，塔出、董文炳为参知政事，行省于淮西。既而又按史天泽的意见，将淮西行中书省改为行枢密院，并受荆湖行省节制。同时，大造兵器；以刘整练水军，选战舰；设河南宣尉司，供应荆湖、淮西军需；并相应调整了两川的军事部署。
十一年（1274），元军10万，大举伐宋。六月，诏谕行省和官兵，申明伐宋之由，要求“将士毋得妄加杀掠。有去逆效顺，别立奇功者，验等第迁赏，其或固拒不从及逆敌者，俘戮何疑”。
七月二十一日，“伯颜等陛辞，帝谕之曰：‘古之善取江南者，唯曹彬一人。汝能不杀，是吾曹彬也。’”
为了保证南伐大军在主要战场上的胜利，元军分为两路：右路由伯颜、阿术节度，为进攻主力；左路由博罗欢统领，以博罗欢为中书左丞兼淮东都元帅。一个月内，博罗欢军连下海州、石秋、东海、清河四城。淮西行省参政塔出也率兵进攻安丰、庐、寿等州。在伯颜大军即将渡江之际，忽必烈又命右卫指挥使秃满歹率轻骑2万攻淮安，牵制宋军两淮的军事行动，有力地配合了主力军的进攻。
九月，右路诸军会师襄阳，分军三路而进。伯颜、阿术由中道，循汉江趋郢州；博罗欢由东道取扬州；刘整与董文炳驻军正阳镇，筑镇阳两城，夹淮相望。宋淮西制置使夏贵率舟师十万来攻，与董文炳激战。淮东帅李庭芝也为博罗欢所牵制。无力增援郢州。
伯颜、阿术所统的蒙古、汉军，水陆并进，至郢州20里。因郢州城坚粮足，围而不攻，大军绕行郢州下游黄家湾堡抢渡汉江。舍城不攻，顺流而下。十月，与宋郢州守将赵文义、范兴遇，杀赵文义，擒范兴杀之，歼宋兵五百，擒十余人。师次沙洋（郢州南，汉水西岸），招降不成，强攻，破沙洋及其新城。
十一月，进逼复州（今期北沔阳），宋守将翟贵降，伯颜优礼翟贵，令其招谕江陵。然后大军顺流直下鄂、汉佰颜军至复州时，阿术领先头部队已到蔡店（即蔡甸，今湖北汉阳），伯颜宰奎后，与诸将讨论渡江事宜。十二月，至汉口。以汉口江面宽阔，宋军沿江30里皆布有重兵，遂向其周围渡口作试探性进攻，仍不得要领。于是一面以兵围汉口，声言在此渡江。吸引夏贵调兵援汉阳；一面遣人至汉阳下游沙武口和阳逻堡，寻找过江渡口。元军下沙武口，围宋军于阳逻堡。同时，阿术领兵西上捣虚，攻占青山矶，阿术、史格、张荣实等力战，获宋军舰只，渡江至南岸。宋军不敌，退至鄂州。十二月十四日，阿速遣人报告过江的消息，伯颜大喜，命步骑数万人急攻阳逻堡，自己也被坚执锐，亲临行阵，指挥诸将，慰问受伤将士。元军无不振奋，以一当十。阳逻堡的宋军却人心瓦解，守将或被俘或战死。夏贵则乘乱逃遁，宋数十万大军，死伤殆尽，元军占领阳逻堡。
阳逻堡又称武矶堡，四面环水，形势险要，为江鄂屏蔽。攻占此堡，直接威胁鄂州的安全。阳逻堡的攻占和渡江的胜利，是元军一次重大的战略性胜利。从此，南宋据以苟安的屏障为元军摧毁。江南完全暴露在元军面前。