蒙古第二代大汗，成吉思汗正妻孛儿台所生第三子）废除破城后屠城的旧制，从蒙古军进入开封开始，蒙古野蛮的“屠城”制度才被废除。当时，因为逃避战乱在开封的人达一百四十万户，均因为耶律楚材的积极建议而得以保全。
金哀宗则继续向南逃亡，到达蔡州（今河南汝南）一带。蒙古最初曾备受金人压迫，与金国有不共戴天之仇，因急于灭金，便派使者王楫到南宋的襄阳（湖北襄樊），要求南宋出兵援助。南宋正想借蒙古之力灭掉金国，自然满口答应。宋蒙两国就此签订了军事同盟：蒙古同意，灭金以后淮河以南的土地归南宋所有；南宋则为蒙古军供应粮秣；南宋与蒙古仍以淮河为界。
绍定六年（1233年）九月，蒙古军筑起长垒，对金哀宗所在的蔡州实行重重围困。金军企图突围，但没有成功。十月，宋将孟珙、江海率军二万，运粮三十万石，赴蔡州供应蒙古军。金军在金将完颜仲德的指挥下坚守城池，多次击退宋、蒙联军进攻。到了秋天，宋蒙联军在蔡州城外大肆砍伐树木，用来制造攻城的云梯等武器，砍伐呼喝声传数里，蔡州城内人心浮动，惊惧异常。金哀宗感到穷途末路，绝望至极。金臣完颜阿虎带献计，建议重新结好南宋，向南宋乞粮求和，即使不能延缓腹背受敌，也可以离间宋蒙之间的关系。于是，金哀宗给南宋朝廷写信，在信中明确提到宋与金其实是唇亡齿寒，希望宋能与金联合。南宋朝廷见金灭国在即，拒绝了金的乞和求粮。
端平元年（1234年）正月，蔡州断粮，金兵已经是山穷水尽，金哀宗便正式禅位于完颜承麟。此时，宋军决开潭水入汝水，再以薪填潭中，攻破蔡州西城。金哀宗禅让礼毕时，宋军已经占领了南城。金哀宗举火自焚，一百多名金军将士投汝水而死。新即位的末代皇帝完颜承麟在位不到半天，便在乱军中被杀，成为历史上在位时间最短的皇帝。蒙古痛恨金国，完颜皇家宗室被蒙古军全部杀死，一个不留。金国就此灭亡，共立国一百二十年。
宋将孟珙将部分烧焦的金哀宗骨骼带回临安，宋理宗命以此来祭皇家祖庙，表示百年前的“靖康耻”终于得雪。金国参知政事（副宰相）张天纲也被俘虏到临安。临安知府薛琼意存嘲讽，故意问张天纲道：“你有什么脸面到此？”张天纲回答说：“国家兴亡，何代无有？我金国之亡，比你们二帝（指宋徽宗、宋钦宗）怎么样？”薛琼恼羞成怒，却无话可说。次日，薛琼将张天纲的话上奏宋理宗，本意是促使宋理宗将张天纲处死。不料宋理宗却极感好奇，特意召见张天纲，问道：“张天纲真不畏死吗？”张天纲回答说：“死有什么可怕的，大丈夫只是担心死得不合乎节义。”于是力求一死。宋理宗却很欣赏他的骨气，没有杀他，只将他关押起来。张天纲后来经历不见记载，大概最终死于狱中。
宋蒙联合灭金后，南宋仅取得河南陈、蔡东南地。宋将赵范、赵葵见蒙古退归河北，主张乘机抚定中原，守黄河、据潼关、收复三京（东京开封、西京洛阳、南京商丘）。南宋群臣以参知政事（副宰相）乔行简和京湖制置使史嵩之（史弥远之侄）为首，群起反对，只有新上任的宰相郑清之竭力赞成。而刚刚亲政不久的宋理宗更是急欲有所作为，于是不顾国困民穷、军力衰弱、河南残破的现状，打算倾尽宋军兵力，收复丧失一百多年的河南失地。
端平元年（1234年）六月初二，庐州（今安徽合肥）知府全子才率一万淮西兵为先锋，奉命从庐州出发，北渡淮河。七月初二，全子才大军抵达开封城东。开封城内的官员大都为原金国大臣，投降蒙古后，重新接受了蒙古的任命。这些人大多并非真心归降，不过为情势所迫，官员李伯渊等人趁机暗杀了蒙古所立的开封留守崔立等人，打开城门，迎接宋军入城。与此同时，淮东制置使赵葵率兵五万，自滁州（今安徽滁县）取泅州（今江苏盱眙北），抵达汴京与全子才会合。
战局开端都很顺利，然而，很快祸起萧墙。京湖制置使史嵩之拒绝为前方军队征运粮饷，直接导致赵葵和全子才部粮草不济。赵范军队原来部署于黄州、光州一带，按计划应该进兵陈、蔡，但赵范却突然莫名其妙地一改初衷，临时反对出师，自然也没有从东线出兵牵制蒙古军。四川制帅赵彦呐也不出师侧应，导致西线蒙古军毫无顾忌。
在这样的状况下，赵葵、全子才既无粮草，又无后援，实际上已经处于孤立无援的境地。而蒙古军却赢得了宝贵的时间，大举南下，并挖开黄河南部的寸金堤（今河南开封县以北），水淹河南，以阻止宋军西进及粮饷供运。
赵葵焦急之下，为求速战速决，不顾军粮匮乏，督促部队西进。宋将范用吉、樊辛、张迪领兵一万三千，徐敏子为监军，仅带五日粮，从西面向洛阳推进。洛阳民众打开城门，迎接宋军进城。另一宋将杨谊率军一万五千人为洛阳后援，到达洛阳东南龙门时，遭到蒙古骁将刘亨安伏击。这是宋军首次与蒙古军队正面交锋，第一次领略到蒙古铁骑的厉害，杨谊军大败，就连已经进入洛阳的徐敏子等军也闻之而丧胆。
数天后，蒙古大军前锋到达洛阳城下。宋监军徐敏子见势不妙，主动放弃洛阳，东渡洛水还师。半路上，宋军遭遇蒙古军，宋军一败涂地，樊辛、张迪等主将均力战而死，徐敏子仅带三百余人突围。驻守开封的赵葵、全子才见大势已去，主动从开封撤退。
此次出师，宋军前后共丧失十余万人，南宋朝廷收复“三京”的计划以失败告终。南宋急忙派遣使者向蒙古谢罪，以求缓和，但蒙古正好抓住南宋“肇始祸端”的把柄，兴师问罪。从此以后，宋蒙之战再起，河、淮、川、杨之间，迄无宁日了。
蒙古自大汗窝阔台死后，内部陷入汗位之争，无暇全力南顾，暂时放松了对南宋的进攻，使南宋有了喘息的机会。四川在战略上处于重要的地位，宋朝开始在四川部署防御。孟珙、介玠等在四川设置屯田，择险立寨，修筑重庆城。介玠在任四川安抚处置使时，整顿吏治，轻徭薄税，并设招贤馆，广泛征求防守四川的建策。播州人冉琎、冉璞兄弟向介玠建议，在合州（今四川合川）据险筑城。介玠采纳了建议，不但在合州钓鱼山修建了钓鱼山城，还在其他各江沿岸险要地修建山城十余处。钓鱼城成为著名的要塞，后来正是在这个地方，创造了中外战争史上的奇迹，因此被欧洲人称为“东方麦加城”、“上帝折鞭之处”。
正当抗战派将领在部署抗蒙时，朝中的主和派官员却在大搞阴谋。左相谢方叔大力排斥主战的右相兼枢密使赵葵，赵葵被罢官。谢方叔等又诬陷介玠（当时任兵部尚书）掌握大权，不知事君之礼。宝祐元年（1253年），介玠在四川被迫服毒自杀。
同年，蒙古忽必烈受命率师远征大理。他率军从六盘山出发，假道吐蕃，从忒剌（今四川松藩）分三路前进，过雪山，渡金沙河，沿路攻城略地。当年冬，到达大理境内。大理相国高祥屯兵大理城固守。十二月，在三路远征军的包围进攻下，大理城破，国王段兴智奔善阐（今昆明市），高祥逃至统矢逻（今云南姚安）被追杀。忽必烈迅即指挥蒙古军四出掠地，占领了除善阐以外的大理国土。次年（1254年）秋，善阐被蒙古军攻破，大理国王段兴智被俘虏。至此，建国三百余年的大理灭亡。
宋理宗本人在大敌当前时，却沉溺在声色享乐之中，大修宫室寺院，他最宠爱阎贵妃，使得她权势盛大。签书枢密院事丁大全、马天骥，专事陷害忠良，曾迫逐宰相董槐。当时，有人在朝门上题字：“阎马丁当，国势将亡。”宋理宗还宠爱宦官董宋臣。董宋臣人称“董阎罗”，他与阎贵妃、丁大全勾结，豪尽民田，招权纳贿，无所不为。除阎贵妃外，贾贵妃也备受宋理宗宠爱，其弟贾似道因之也受重用，为京湖安抚制置大使。由于南宋王朝的腐朽，灭亡的日子也更加临近。
蒙哥即位后，稳定了政局，始谋大举攻宋。此时，蒙古西征已大体完成；又在淮北筑城、屯田，建立了攻宋基地，忽必烈轻战川滇，攻占大理，迫降了吐蕃；汪德臣立城利州（今四川广元），刘黑马初定成都，巩固了对川北、川西的统治，兀良合台、帖哥火鲁赤、带答儿实现南北合兵夹击四川，开辟了从川江以南包抄南宋的另一条战线。蒙哥认为先图全蜀，然后沿江而下灭亡南宋的时机已经成熟。
宝祐六年（1258年），新一任的蒙古大汗蒙哥发三路大军侵宋：蒙哥亲率主力侵四川，皇弟忽必烈率军攻打鄂州（今武昌），云南大元帅兀良合台北上攻打潭州，到鄂州与忽必烈会师。
蒙哥汗领兵四万，由六盘山出发，入大散关。同时，命留驻成都的纽璘率军奔袭重庆，牵制四川境内宋军，阻止长江下游之兵援蜀。自此，展开了对四川的大规模攻势。宋军节节败降。年底，蒙哥沿嘉陵江进攻重庆，到合州，遭到了知合州府王坚（孟珙部将）的抗击。蒙哥亲临督师，四面围攻。王坚拒绝招降，在全城军民的奋勇支持下，凭借钓鱼山城的天险地形，坚决抵抗。从二月至七月，打退了蒙古军的多次进攻。最后，蒙哥在作战中负伤，回营后死在军中（一说病死），蒙古大军只好撤退。这就是著名的合州保卫战。这一胜利，扭转了整个局势，蒙古大举攻宋之役因蒙哥丧生钓鱼城下而告终。
忽必烈一路在进军鄂州途中，得到蒙哥的死讯。忽必烈继续进军围攻鄂州，准备获胜后再北上夺取汗位。在鄂州前线督战的宋宰相贾似道，畏敌惧死，不敢应战，竟私自遣使到忽必烈军营求和，擅自开出如下条件：宋朝向蒙古称臣，降为藩属；两国以长江为界，南宋全部割让江北土地；南宋每年向蒙古进贡银币二十万两，绸缎二十万匹。这时，蒙古诸王在漠北策划拥立阿里不哥（蒙哥、忽必烈弟，拖雷第七子）。忽必烈心急如焚，急于赶回去争夺汗位，因此接受了贾似道的条件，随即率军北还。
另一路兀良合台军则在潭州遭到宋将向士璧的抗击，也撤兵北上，赶去与忽必烈会合。
忽必烈回到蒙古后，凭借武力在开平（在今内蒙古正蓝旗东闪河北岸）即大汗位。阿里不哥在和林自立，联合漠北、中亚诸王与忽必烈汗展开大战。不久后，阿里不哥失败，被迫向忽必烈汗投降，两年后病死。阿里不哥败降后，忽必烈逐渐巩固了自己的汗位。
蒙古军撤退后，贾似道不但隐瞒了私自求和的事实，还截杀殿后的蒙古士卒，用他们的人头谎报抗蒙得胜。宋理宗不辨是非，认为贾似道立了大功，特下诏褒扬，加封少师、卫国公。贾似道回到临安时，宋理宗下令群臣到郊外迎接“功臣”贾似道，庆祝来之不易的“胜利”。
忽必烈为汗后，派使者郝经来谈和议事，贾似道生怕之前议和一事泄露，将郝经秘密逮捕，关押在真州军营（今江苏仪征）。郝经被扣十五年后才被释放，北还回国后很快病死。这样，贾似道独专朝政，一手遮天。宋理宗对此不闻不问，只顾自己寻欢作乐。
不久，在位四十年的宋理宗病死，因无子嗣，由其弟荣王赵与芮之子赵禥即位，是为宋度宗，尊宋理宗皇后谢道清为皇太后，立妃子全氏为皇后。
据说宋度宗赵禥生母黄定喜因地位低下，感到前途无望，怀孕时曾服药堕胎，结果没有成功，生下的孩子就是赵禥。但因为出娘胎前受到药物影响，赵禥智力低下，七岁才会说话。所以，当宋理宗决定立赵禥为太子时，不少大臣都坚决反对。但赵禥是与宋理宗血缘关系最近的侄子，宋理宗坚持己见，还因此罢免了宰相吴潜，最终立赵禥为太子。
宋理宗来自民间，根基单薄，为了保持住自己这一脉的皇位，在为赵禥选择皇后上也是煞费苦心。他也明白赵禥资质太差，难成大器，便一直想给赵禥选一个聪明伶俐的妃子，千挑万选，终于选中宋理宗母亲全氏的侄孙女全玖。全玖父亲早丧，初入宫时，宋理宗还安慰她说：“令尊宝祐间尽忠而死，每每念及，深感哀痛。”换作常人，定会悲而哭泣，然后说一些感恩的话，不料全玖回答说：“妾父诚然值得追念，可淮、湖地区的百姓更值得挂念。”宋理宗由此对全玖刮目相看，于是册其为太子妃。
赵禥登基为宋度宗后，比宋理宗更加沉溺于酒色。凡是皇帝临幸过的嫔妃，按照惯例要于次日早晨去谢恩，由主管官员记录在案。宋度宗即位之初，一次前来谢恩的嫔妃竟然多达三十�