蒙古灭金后，南宋仍沿袭御金部署，实施对蒙古防御。四川战区，以七方关（今甘肃康县东北）、仙人关（今甘肃徽县东南）、武休关（今陕西留坝东南）、阶、成、西和（今甘肃武都东南、成县、西和西南）、凤（今陕西凤县东北）四州及天水军（今甘肃天水西南）为重点，部署四支御前诸军；荆湖战区，以襄阳（今属湖北襄樊）、江陵（今属湖北）、鄂州（今武汉武昌）为重点，沿边一线分点屯兵；两淮战区，以淮河为屏障，屯兵庐州（今合肥），滁州（今属安徽）、扬州（今属江苏）等诸军事重镇。

窝阔台针对南宋防御部署，采取削弱南宋实力、迫其臣服的方略，分遣两路大军，实施连续进攻。

蒙古窝阔台汗六年六月，窝阔台以宋背盟为由，遣军两路攻宋。一路由皇子阔出率军攻宋荆襄地区，一路由皇子阔端率军攻宋四川。七年十一月，阔端率西路军在巩昌（今甘肃陇西）迫降金旧将汪世显部。十二月，阔端以汪世显为先锋，率军自凤州（今陕西凤县）进至西川之西池谷（今甘肃康县东南）向沔州进军。四川制置使赵彦呐主张退守大安（今陕西宁强西北），宋沔知州高稼认为守沔蜀存，弃沔蜀亡，坚决反对退守大安，赵彦呐遂表示与高稼一起守沔……及临战，赵彦呐撤走，高稼只得独自守沔州。蒙古军自白水关（今陕西略阳北）入六股株（今陕西略阳东北）攻沔州。

沔州历为西陲用兵的门户，经金军、蒙古军的多次抄略，已外无城郭保民，内无财赋募士，高稼部依山为阻，并多张旗帜击鼓呐喊以为疑兵，居高督战。赵彦呐遣小将何邻等赴援，及蒙古军至，何邻先遁，其军皆溃，高稼被围战死，蒙古军克沔州。赵彦呐进屯至陕蜀咽喉青野原（今陕西略阳北），又被蒙古军包围。屯驻石门（今陕西略阳西北）的利州都统制曹友闻率军往援，击败蒙古军，解赵彦呐之围。后蒙古先锋军汪世显部转攻大安。

曹友闻遣摧锋军统制王资、踏白军统制白再兴速趋鸡冠隘（今陕西勉县西南）防守，命左军统制王进据阳平关（今陕西勉县西老勉县）；曹友闻登溪岭指挥部署完毕，蒙古军数万突至阳平关。曹友闻令左军和游奕军出击，自率帐兵及背嵬军冲至阵前，令军左右驰射，蒙古军受挫退兵。曹友闻料蒙古军必转攻鸡冠隘，急遣忠义总管陈庚、时当可率兵往援；蒙古军果以步骑万余攻鸡冠隘，陈庚率骑兵五百勇猛驰突，时当可将步兵分左右翼并进，守隘的王资、白再兴出隘迎战，两面夹击，大败蒙古军。曹友闻乘势北进，收复仙人关（今甘肃徽县东南）要隘，迫蒙古军退出宋境。

窝阔台汗八年十一月，宗王口温不花等率军攻宋淮西地区。宋蕲（今湖北蕲春）、舒（今安徽潜山）、光（今河南潢川）三州守将弃城逃走。口温不花收三州兵马粮械，以游骑从信阳（今属河南）向庐州（今安徽合肥）方向袭掠；遣部将察罕率军攻真州；自率军继续南进。察罕率军至真州，知州丘岳治军严明，防守严密，力挫攻城蒙古军，并乘胜出击，战于胥浦桥（今江苏仪征西），以强弩射杀一将，蒙古军稍退。丘岳度其兵力十倍于己，不能力胜，乃设三道伏兵，并于西城置炮。及蒙古军再次进攻，宋伏兵突起，炮石俱发，将其击退。丘岳继遣勇士袭击蒙古军营垒，焚其庐帐，蒙古军被迫撤围退走。

曹友闻退至大安，与众商议，大安无险可守，唯鸡冠隘一堡可守，但无粮无水，如能坚守五日，可有转机。诸将以为坚守不战可五日以上，遂遣其弟、四川制置司帐前总管曹万，率军一万趋鸡冠隘（今陕西勉县西南）守御；自率精锐万人设伏，相约蒙古军若攻阳平关，先折其锋，佯败入堡，曹友闻则乘机捣其背，两声鼓为号，闻声则出，内外夹击；此外大开阳平关城门，内不立旗，炊烟不出，鸡犬不声。

曹友闻选精兵7700人，自大安渡江逆上三百里，复渡江至刘溪、黑水一带谷地设伏。蒙古军分批继至，曹万、刘孝全等麾兵战于关外，自早晨战至傍晚，蒙古军败绩；日暮，曹万等敛兵入鸡冠隘堡，蒙古军围堡数层。

曹友闻探知蒙古军已掠大安，令诸军束装趋阳平关，行二十里后，暴雨如注，夜暗难行，人马疲乏，部将吕嗣宗建议俟天明再走，曹友闻考虑到鸡冠隘堡原定坚守五日，现已八日，一旦城破，将无计可施，遂令军继续前进；至水牛岭，分三路入蒙古军营地，转战至拂晓，破数十营，直插阳平关。鸡冠隘堡之曹万等将，闻鼓声率军出堡夹击。

阔端本欲走，正在此时汪世显自大安率军来会，阔端乃分骑兵为百十队，向宋军轮番驰突，鏖战多时，宋军击杀蒙古军过半，终因寡不敌众，战斗力大减，在突围过程中，曹友闻中流矢，下马步战而死。曹万仅存五百人入堡。曹万、刘孝全苦等赵彦呐援军，援军却迟迟不来，城中无粮，于是乃率军突围，转战至龙门（今阳平关附近之龙门洞）全部战死。

窝阔台攻宋之东路军攻安丰军失败后，仍不罢休，积极进行战争准备，制作大量攻城器具，于嘉熙二年九月，由马步军都元帅察罕率号八十万大军，再次攻宋淮西，进围庐州（今合肥），欲克庐州后，造舟巢湖（今合肥南），以窥长江。

知庐州杜杲利用其丰富的守城经验，积极备御。事先已制作了千百间串楼，列于濠岸。这种串楼以二三尺围栗枣榆槐木作竖木，入土五六尺，高丈余，上施横木，中设箭窗，下缭以羊马墙、每楼可御三炮。蒙古军于城外，筑土城六十里围城，又筑台高过串楼，以制城内。杜杲令军以油灌草，焚烧其台，并于串楼内立雁翅七层，置炮轰击蒙古军高台，击中一将，蒙古军惊骇。杜杲乘胜出击，宋将赵时哽率民兵五百赴援，蒙古军死伤甚重。杜杲还派遣舟师及精锐守卫淮水要点，以阻蒙古军归路。察罕见庐州屡攻不克，乃转军东进，攻陷滁州（今安徽滁州），万户张柔鼻中飞石；至天长县（今安徽天长市），遭知招信军余蚧截击；攻泗州（今江苏盱眙西北），被城周濠水所阻，激战多时不克。察罕见屡战不利，遂北撤。

嘉熙二年，攻宋蒙古东路军，集中兵力进攻两淮，对长江中游的攻掠有所放松，宋廷乘机颁诏“收复京襄”。十月，新任京西、湖北路安抚制置使兼知岳州的孟珙，认为欲收复襄阳、樊城（今湖北襄樊），必先取郢（今湖北钟祥）以通粮饷，取荆门军（今湖北荆门）方可出奇兵。赴任至岳州（今湖南岳阳），乃檄江陵制司捣襄、郢，召诸将指授方略，发兵北进。宋将张俊复郢州，贺顺复荆门军。十二月，刘全战于冢头、樊城、郎神山，三战皆捷。

次年正月，宋将曹文镛复信阳军（今河南信阳市）。刘全攻襄阳、樊城，在宋军各路相继收复失地的形势下，原附蒙古的刘廷美约宋都统江海，及其弟刘廷辅夹击襄阳叛军。宋军顺利进至襄樊城下，刘全复樊城。四月二日，江海率军出荆门，直趋襄阳，刘廷美为内应执游显以城降，宋军遂复襄阳。刘全遣谭深复光化军（今湖北老河口市西北）。孟珙在收复襄阳后，即奏请置重兵于襄阳，建立军事重镇。乃以息、蔡（今河南息县、汝南）降人创忠卫军；集襄、郢降人创先锋军；招淮民359人创宁武军；招回鹘壮士百余人、老稚115人、马260匹，创飞鹘军；荆鄂都统制张顺招襄汉溃卒创忠义、虎翼等军。孟珙遂以江陵为基地，以襄阳为重镇，大兴屯田，训练军伍，使荆襄战场出现转机。

窝阔台十三年十一月，蒙古军复入蜀，再破成都。此时窝阔台出猎，骑射五日之后还至谔特古呼兰山，在行帐中观看歌舞，亲近歌姬，畅饮美酒，纵情豪饮至深夜才散。左右第二天入内探视发现窝阔台已中风不能言语，不久便死于行殿之中。蒙古军留部分兵力屯驻要地，主力北归，对宋战争暂告一段落。