八月，伯颜还军前。十一月，伯颜以阿术驻瓜洲绝扬州之援，余部分军三道发动总攻。右路以步骑自建康趋广德军四安镇，由独松关（在今浙江旧余杭西北九十里）包抄临安；左路以董文炳、范文虎率水军从京口循大江蹈海，绕行入杭州湾；伯颜自率中路水陆诸军，沿运河，历常州、无锡、平江（治今江苏苏州）、嘉兴，趋临安。无军强克常州后实行屠城，“城内外积骸万数，至不可计。井池沟堑，无不充满。仅余妇女婴儿四百而已”。自元军下建康，宋廷“举朝相顾失色”，“台谏哭声震天”。大臣们相率“接踵宵遁”，以至“朝中为之萧然”。贾似道被罢黜后，宋廷以王瀹、陈宜中为相，并都督诸路军马。寻复以二相论事不合，免王瀹相位，改任闺梦炎与陈宜中。陈宜中当危难之秋，竟“以王师务宜持重”为辞，拒绝文天祥、张世杰以勤工之师与敌决战的建言，一意向元朝求和，甚至不惜晋用降元将领吕文焕的侄子吕师盂（吕文德子）为兵部侍郎，以求和议。这时候，陈宜中主持下的宋廷，几度遣使至日益逼近宋都的伯颜军前，乞求罢兵，表示愿意称侄，如不许，称侄孙亦可，再不许，甚至只求封一小国。但这时元军灭宋之意已决，不许和。

　　至元十三年正月，元三军毕会于临安府郊外。张世杰、文天祥坚请三宫入海，愿率众背城一战。陈宜中沮之，说太皇太后谢氏献传国玉玺及降表于伯颜军前。当夜，陈宜中便遁温州。张世杰眼看临安不守，亦在此时移师定海（今浙江镇海），抗命拒元。宋度宗子益王赵是和广王赵昺在廷臣保护下潜出临安府，渡浙江（今富春江），趋婺州（治今浙江金华），经温州，由陈宜中等相拥入闽。是月，阿里海牙破潭州（治今湖南长沙），招降湖南诸郡。元廷诏阿术所部李恒从逊都台趋江右，立都元帅府于江州（治今江西九江），经略江西。这样就使元军从荆湖至浙东，完全连成一片。

　　二月，伯颜遣官入临安视事，籍府库，收百官符印，遣散禁军。三月，伯颜入临安，依旨押送全太后与宋少帝赵北上，留阿刺罕、董文炳领行省事，忙兀台镇浙西，唆都镇浙东。谢太后因疾暂留南方，后来也被押到大都。赵先受封为瀛国公，后入吐蕃学佛，号合尊大师，一号本波讲师，英宗时被毒死；全太后则入庵为尼。

　　是年五月，逃到福州的陆秀夫、张世杰、陈宜中等拥益王昰为帝，进广王昺为卫王。临安投降前使于伯颜军前遂被羁的文天祥，在北解途中逃脱，这时也辗转来投赵是。流亡小朝廷力图凭借福建，规复两浙和赣南。江西、两浙地区闻闽廷颁诏，亦“在在起应，蜂屯蚁附”。秋，张世杰以十万大军攻建昌（今江西南城），败绩。文天祥先开府南剑（今福建南平），至冬，遂引军西趋，次汀州（今福建长汀），遣军攻宁都、零都（今江西于都）等地。这时候，元大军沿处州（今浙江丽水）、建宁（今福建建瓯）、邵武一线由浙东入闽，张世杰、陈宜中等却不敢组织抵抗，奉赵是及卫玉昰从福州蹈海至泉州。时宋军尚有17万人，并民兵30万、淮兵万人。宋军因征用船只与闽广招抚使蒲寿庚冲突，蒲叛宋降元，二王又从泉州逃到潮州海面飘泊。不久移至甲子门（在潮、惠二州交界处海岸）。

　　至元十四年正月，江西元军入闽趋汀州。丈天样退至漳州界内，移入梅州（今梅县）。五月，他逾大庚岭复入赣南，连破诸邑，势稍振；八月，文天祥被元将李恒袭破于兴国，损军20万，妻妾子女亦被元军追获；是冬，转战至南岭屯戍。元军下汀州后，进兵广东，二月，复取广州。四月，南宋小朝廷辗转移驻官富场（今深圳西南）。秋，元军一路由塔出统率，自江西再逾大庾岭入广东；一路由唆都统率，自泉州之西攻入广东，小朝廷移至广州湾内的秀山，寻又出逃到井澳（即今澳门以南诸小岛所在洋面），遇风舟败，军士死过半。继而避追兵入海至七洲洋（今海南岛以东海域），欲直航占城，由陈宜中扁舟先往联络，而大队未行。次年春，往驻洲岛（在今湛江外的洋面上）。四月，赵昰死于洲，张世杰、陆秀夫等拥八岁的卫王赵昺为帝。六月，张世杰率军收复雷州（今广东海康），失败，乃奉帝昺移师至广州湾内新会南百里洋面上的崖山，扼险自固。张世杰余部尚有士卒万人，舟八百余艘。在此前后，文天祥至诩州府东南海滨的乾溪山（船澳），上表自劾兵败江西之罪，再次请入朝，仍不许。他只好在潮、惠一带领残军坚持抗元。

　　元廷在至元十五年五月末获知赵昰死而赵昺立。六月，张弘范、李恒率水陆军二万赴闽广灭宋残部。元军由赣南出兵人广。是年冬，张弘范至潮阳，前军击溃自潮阳走海丰的文天祥军，擒文天祥。这时候元军已从宋降卒口中确知赵昺在崖山。至元十六年正月，张弘范大军由海路自潮阳港径往崖山，途中命囚系随军的文天祥修书招张世杰，文天祥乃书《过零丁洋》 诗授之，留下了“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”的千古 名句。

　　至元十六年二月六日，张弘范、李恒两军会合后，对宋崖山水师发起总攻，激战经日，宋兵全军溃败。陆秀夫杖剑趣妻子入海，随即负幼帝昺自沉；张世杰率十六舰趁夜间突出重围，欲奔交趾再图恢复，途中遇飓风舰败，溺死于海。

　　临安降元后，淮东、四川许多地方仍坚持抗战。守卫扬州的李庭芝拒绝遵从太后命他归降的旨意，声言奉命守城而未闻有奉命投降者。但不久，扬、泰诸州相继失陷；四川沪州、重庆及东川诸州于至元十四年末十五年初亦被元军占领。十六年初，坚持抗战三十多年的合州也被迫投降。南宋版图至此全为元有。