按照宋、蒙协议，南宋大将孟珙率领二万大军，带着南宋赠给蒙古军的三十万石粮食，兵临蔡州城下。

公元1233年九月，蒙古与南宋联军合攻蔡州。蒙宋联军围攻蔡州三个月，蔡州外城最终被攻破。

面对失去的城池，金哀宗泪流满面。他对群臣说：“我金国自开国以来，已有一百多年历史。你们当中，有的是因祖先的功劳而锦衣玉食，或是因为自己的努力高居官位。如今国家危急，你们还能和我一道共患难，可以称得上是真正的忠臣了。现在，蒙古军将要攻城，这正是你们立功报国的好时候。纵然是战死，也不失为大金国的忠孝之鬼。”言毕，又亲自给群臣倒酒。

众臣在他的激励之下，纷纷拿起武器奋力抵抗，蒙古与南宋的军队几次围城，均被金军给挡了回去。

然而，蒙宋联军来势凶猛，蔡州的处境日益艰难。在群臣的劝说下，金哀宗不得不于十二月二十四日夜间换上便装，悄悄潜出城池，但到了蒙古军的营栅前时，却被蒙古军发觉，只得又退了回去。

城中粮草断绝，金哀宗便宰杀了自己厩中的五十匹骏马和一百五十匹军马给将士们食用，后又取出御用的金银器皿赏赐给将士，以此激励将士们继续坚守。

公元1234年正月，蒙古军凿开西城五门杀进了城里。金国大将完颜仲德指挥士兵激烈巷战，暂时击退了蒙古军。

金哀宗见蔡州难以坚守，便哭着对近侍官说：“我为金主十年，当太子也有十年，其间没有什么大的罪孽，死也无憾。恨只恨祖宗传下来的基业到我这一代却偏偏就没有了，这和历史上那些荒**残暴的昏君有什么两样，实在是令人痛心！自古以来，没有不亡之国，只有亡国之君，我是绝不会做辱没祖宗的事的！”