1260年，忽必烈在开平自立为汗，并建立了年号，一定程度上推行汉法。元朝实际上就已经建立了。这时候的忽必烈将对付阿里不哥作为了中心任务，对于南宋则先保持和平。
1264年，忽必烈在捍卫之争中获得了胜利，阿里不哥投降。但随后西北又出现了新的战争，海都在西北建立了窝阔台汗国，并联合钦察汗国，控制察合台汗国对元朝的西域、漠北发动了战争，史称“海都之乱”。
忽必烈即位初期的局势
元朝的许多军队都被派遣到了西北，但灭宋的事情也不能再拖了。于是，忽必烈决定两面出击，同时也被南宋发动战争。
自古以来，北方王朝进攻东南的王朝，都是先攻取巴蜀，再夺取江汉，最后顺流而下夺取首都。为何？长江下游的江流很宽，号称“长江天堑”。而偏安王朝又会在长江水面集中重兵，北方王朝的军队难以突破。就算中原王朝的大军渡过了长江，但面对长江下游水网密布的地理环境也难以发挥发挥。
宽阔的长江
如果从长江上游进攻，只需要翻越秦巴山区，就能够控制巴蜀。随后，中原王朝的大军就能够从乘船顺流而下，进攻江汉地区。如此，军队和粮草的运输都方便很多，调动的民力和运输成本得以大幅度减少，而军队也不会因为长途跋涉而疲惫不堪。在配合以南阳方面南下的骑兵，江汉地区的抵抗就会很快瓦解。江汉一旦被攻占，大军再一路南下，直逼建康，十分顺利。
历史上的秦灭楚、魏晋灭蜀吴、北周到隋朝灭南朝等都是采取了这样的政策。而蒙哥在攻宋战争中采取的大迂回政策，其主要的核心也是先完全占据巴蜀，然后三路大军会师江汉，最后一举拿下南宋临安。
然而，南宋在巴蜀一带建立的山城防御体系让蒙古军很难向川东推进。尤其是钓鱼城，让蒙古大军束手无策。实际上，当时的蒙古军只需要绕开钓鱼城，沿着长江而下，就能够和忽必烈会师鄂州。但是蒙哥固执己见，坚持要死攻钓鱼城，最终自己也战死于此。
山城防御体系
那么忽必烈会采取先攻取巴蜀的政策吗？1267年，从四川投降于忽必烈的刘整入朝，他向忽必烈提出了先攻取襄阳的建议。当时，蒙古已经占领了大半个四川，让钓鱼城的南宋守军只能守，不能攻。因此，巴蜀完全可以先放一放。
而襄阳，则是整个长江中游防御体系的门户。如果襄阳被攻破，那么元朝的水师就可以沿着汉江浩浩荡荡地进入长江，然后顺流而下进攻南宋核心区域。当然，汉江汇入长江的地方还有鄂州、汉阳等据点，南宋在此也驻扎了重兵。然而南宋无法在整个长江沿岸都驻扎军队，只要元军能够进入汉江，就可以在长江任何一处登陆，接着分割包围武汉三镇，最终占据了鄂州这里的三大据点。因此，想要攻破长江中游的防御体系，只要攻破襄阳就成功大半了。
1268年，忽必烈就以阿术为统帅，开始对襄阳展开了军事行动。当时忽必烈的主力部队正在西北作战，因而对襄阳的政策是围而不攻、围点打援。首先，忽必烈派遣使者到鄂州，用重金贿赂了吕文德，取得了在襄阳城外设置榷场的许可。蒙古于是名义上修建榷场进行互市，实际上却修建了一座军事屯堡，并驻扎军队，以便控制汉江的水上交通。
随后，忽必烈下令在襄阳和樊城周边修建了多座城堡。城堡修完之后，襄樊二城就被包围了，交通路线被完全切断。不仅如此，忽必烈大军还进一步缩小包围圈，修建更近的城堡来围困襄阳。
既然襄阳被围困，那南宋方面就只能派兵救援。1268年，南宋派遣夏贵、范文虎带领大军来救，被击退。随后南宋又任命李庭芝为京湖制置大使，督师来援。但是范文虎对这个安排不满意，于是和贾似道勾结，拒绝出兵。随后南宋又组织了几次援助襄阳的行动，但都以失败告终。
到1272年，襄阳的外城已经被元军攻破，襄阳危在旦夕。于是李庭芝派遣张顺、张贵带领兵民援助，二人乘汉江水涨的时候，冲破了元军的封锁，突入了襄阳城内。然而，民兵们刚刚突入城内就被元军消灭，南宋最后一次拯救襄阳的军事行动宣告失败。
这一年的冬天，元朝从伊利汗国调来了超级大炮——回回炮。此炮110斤，“机发，声震大地，所击无不摧陷，入地七尺”。元军用此炮轰击襄阳，不久襄阳的城池就完全塌陷，守将吕文焕无奈选择了投降。
襄阳沦陷，意味着南宋的长江中游防御体系被撕破了一个大的口子，随后元朝的军队就可以从这个口子一路东进，威胁南宋的核心地区。不过，在1274年之前，元朝的主力部队还在西北，因而没有对南宋发动大规模的进攻。直到1275年，忽必烈才将西北的伯颜调到襄阳。随后，元军顺耳而下，沿途的南宋将领望风而降。只用了一年，元军就攻入了临安，南宋灭亡。