蒙哥汗六年（南宋寶祐四年，1256年）春，也就是阿藍答兒鉤考前一年，蒙哥在蒙古腹地召開了忽裡勒臺大會，決意親征南宋。蒙哥在會上發願，希望像父兄們一樣，建立偉大的戰爭功業。
除了提升自己在蒙古世界中的地位，蒙哥親征的另一動因，是以戰功壓倒忽必烈在中原積累的巨大威望。
在某種程度上，阿藍答兒鉤考也可以視作蒙哥親征南宋的「前期準備工作」：只有解除了忽必烈總領漠南的軍政大權，轉由中樞直轄，蒙哥才能夠更加自如地掌控對宋戰爭。
蒙哥汗七年（南宋寶祐五年，1257年）正月，蒙哥正式下詔親征南宋，大蒙古國歷史上第一次大規模對宋戰爭拉開帷幕。
蒙哥此次親征的規模遠超蒙古此前任何一次對宋軍事行動：這不僅是蒙古帝國首次動用主力軍團攻宋，還是首次明確將滅宋定為戰略目標。
蒙古大軍兵分東、西、南三路。蒙哥親領西路軍，攻略川蜀，對上了南宋的川陝戰區；成吉思汗幼弟嫡孫、蒙古東道諸王之首塔察兒（與攻破蔡州的蒙軍主帥塔察兒同名）統率東路軍，直趨荊襄，對峙南宋京湖戰區；南路軍主帥為留守雲南大理國故地的兀良合臺，目標直指南宋「柔軟的下腹部」廣西。
據波斯大史學家拉施特在《史集》中的說法，蒙軍總數有近百萬之多（西路軍六十萬，東路軍三十萬），這自然不能當真，三路蒙古軍加起來也就十餘萬人。其中還不光是蒙古人，也有曾在忽必烈麾下的漢人世侯，如張柔和史天澤。
按照戰前擬訂的計劃，三路大軍將於南宋景定元年（1260年）正月會師潭州（今湖南長沙），而後順江東下，直取臨安。
首先行動的是東路軍和南路軍。
蒙哥汗六年（1256年）秋，塔察兒率東路軍南下，次年秋進抵荊襄一線。但塔察兒的表現卻不孚眾望，軍紀甚差，全軍上下忙於擄掠財物，再加上陰雨連綿，圍攻多日而未取一城，只得被迫北撤。蒙哥聞訊後大怒，遣人痛斥塔察兒。
蒙哥汗八年（1258年）春，為配合西路軍入蜀，蒙哥又令塔察兒佯攻兩淮，以牽制宋軍主力援蜀。但到了十一月，塔察兒不僅進攻廬州（今安徽合肥）不克，反倒讓宋軍有機可乘，將塔察兒後方襲擾得風聲鶴唳。
這次，蒙哥徹底失去了耐心，罷掉了塔察兒東路軍主帥之職，召他赴四川從駕。
賦閒一年的忽必烈意外成為受益者，被蒙哥任命為新任東路軍主帥。
按照蒙哥的初衷，別說讓忽必烈統率一路大軍了，他就連隨軍出征的資格都沒有。箇中緣由，無論是《元史·憲宗本紀》還是《元史·世祖本紀》都沒有提及。拉施特在《史集》中只是提到，蒙哥以忽必烈「腳痛」（痛風）為由，令其靜休。有日本學者斷定，在這一詭異的事件背後，「蒙哥與忽必烈之間有《元史》和《史集》都不能明說的秘密」。
一個合理的猜測是，在那次所謂的重歸舊好之後，蒙哥仍極為忌憚忽必烈在中原的影響力，盡力扼殺他再立戰功的機會。但塔察兒東路軍的災難性表現改變了本來的歷史軌跡。
《史集》也在盡力說圓忽必烈先被撇開又統軍出征的敘事，給出的解釋是：忽必烈的腿傷好了，主動請纓為大汗分憂。
南路軍的表現也低於預期。兀良合臺甚至一開始都未直接攻宋，而是於蒙哥汗七年（1257年）歲末將其兵鋒直指安南。當時統治安南的為陳朝，蒙古人在安南雖然只待了不到一個月便主動撤軍，卻令陳朝軍隊聞風喪膽。
身處蒙古和南宋兩大強權夾縫中的安南陳朝，一面遣使向蒙古求和，一面遣使向南宋求援。當陳朝發現南宋自顧不暇、無力救援之後，便下決心歸附蒙古。
蒙哥汗八年（南宋寶祐六年，1258年）夏，陳朝使臣赴四川面見蒙哥，正式向蒙古稱臣。當時最令宋理宗寢食難安的是，有傳言稱陳朝將聯蒙攻宋，所幸這並未成為現實。
陳朝臣服後，兀良合臺方率南路軍由廣西方向攻宋。十一月中旬，正當南宋的廣西防線瀕臨崩潰時，兀良合臺突然率軍撤回雲南。據《元史·兀良合臺傳》，由於不習慣廣西當地氣候，當時大批蒙古軍士染病，其中也包括兀良合臺，故被迫撤軍。可以明確的是，兀良合臺的撤軍與南宋的抵抗干係甚微。
蒙古此次攻宋，戰況最激烈的是蒙哥親征的四川戰場。
蒙哥汗八年（南宋寶祐六年，1258年）夏，蒙哥駐蹕六盤山，「聚天下兵」攻蜀。雖然拉施特的《史集》稱蒙哥西路軍有六十萬人，實則只有四萬人，算上已在四川境內的三萬蒙古軍，也不過七萬人。
蒙哥自漢中入蜀，雖然宋軍一路抵抗，數度依城苦守，堪稱英勇，但蒙軍的攻勢總體上還是勢如破竹。至1258年底，蒙軍西路軍僅用了兩個多月時間，便已兵臨南宋在四川的軍政中心——重慶。
距離重慶以北七十千米，矗立著一座被稱作「釣魚城」的山城堡壘。山城規模雖不大，卻不僅是重慶的屏障，更是南宋守禦巴蜀的第一防禦要塞。
釣魚城得名自建城地釣魚山，北、西、南三面臨江，矗立在嘉陵江、渠江、涪江交匯的半島之上。釣魚山是典型的「方山」地貌，即四周峭壁，山頂平坦，是天然的軍事壁壘。
南宋淳祐二年（1242年），餘玠從兩淮任上轉四川制置使兼知重慶府，也就是所謂的蜀帥。在四川，餘玠徵辟了兩位軍事工程奇才——來自播州（今貴州遵義）的冉璡、冉璞兄弟。
《宋史·餘玠傳》記載，冉氏兄弟終日對坐不言，觀察了餘玠很久，為其氣度所動，才向他獻上了第一條建議：「今日西蜀的當務之急，就在於給合州找一座新的治所。」餘玠喜不自勝，一躍而起，抓住冉氏兄弟的手：「這也是我的想法，但可惜一直沒找到合適的地方。」
冉氏兄弟隨即提出築城於釣魚山，將合州治所遷至釣魚城：
蜀口形勝之地莫若釣魚山，請徙諸此，若任得其人，積粟以守之，賢於十萬師遠矣，巴蜀不足守也。
對於「山城」這種軍政創新，當時反對者甚多，喧然同辭，以為不可。餘玠力排眾議，堅稱：
城成則蜀賴以安，不成，玠獨坐之，諸君無預也。
以釣魚城為始，作為蜀帥的餘玠又依託方山地貌，接連修築了十餘座山城，其中以蒼溪大獲城、通江得漢城、金堂雲頂城、果州青居城、蓬安運山城、瀘州神臂城、合州釣魚城、夔州白帝城等所謂「川中八柱」最為著名，「皆因山為壘，棋佈星分，為諸郡治所，屯兵聚糧為必守計」。
可以說，南宋四川防線的主體便是餘玠開創的「山城防禦體系」，而釣魚城則為該體系之樞紐。
此時的南宋軍界雙星並峙：餘玠作為蜀帥主持四川戰區；一度暫攝四川與京湖（荊襄）兩大戰區的孟珙騰出手來，專力京湖戰區，並受命隨時接應增援餘玠。
餘玠任蜀帥十年，功蓋海內，引發了宋理宗與宰相謝方叔的疑忌與防備。寶祐元年（1253年）五月，宋理宗在沒有任何徵兆的情況下，突然以金牌密令召餘玠還朝。五十六歲的餘玠聞訊後，自度已失去宋理宗的信任，憤懣成疾，愈不自安，於同年七月暴卒。《宋史·餘玠傳》還記錄了一條所謂的傳聞：餘玠可能是服毒自盡，「或謂仰藥死」。
餘玠亡故後，「蜀之人莫不悲慕如失父母」。起初宋理宗為安撫民心，又是罷朝，又是追封，頗有極盡哀榮的意思。但到了第二年，宋理宗君臣便羅織七大罪狀，汙衊餘玠聚斂罔利、勞軍困民，追奪餘玠生前的官職稱號，並抄沒家產。他們安給餘玠最荒唐的一條罪狀是：給兒子取名「如孫」，為的是「生子當如孫仲謀」——有不臣之心。
直到寶祐六年（1258年）十一月，迫於抗蒙局勢與民間輿論，宋理宗方下詔追復餘玠官職。
同樣枉死於朝廷猜忌的還有孟珙。
淳祐六年（1246年），先降宋繼而叛宋降蒙的前金軍將領範用吉暗中聯絡孟珙，有意反正。孟珙喜出望外，即刻奏報朝廷。誰料宋理宗駁回，除了憂慮招降納叛會引發蒙古方面不滿，以及猜疑金人來歸的傳統考量，提防孟珙勢力膨脹可能也是重要原因之一。
「珙忠君體國之念，可貫金石」，這是《宋史》給孟珙的評價。
被拒後，素有收復中原之志的孟珙心灰意冷，長嘆稱：「三十年收拾中原人，今志不克伸矣。」自此悒鬱成疾，於淳祐六年（1246年）九月病逝於江陵，時年五十一歲。據《宋史·孟珙傳》記載，當時「大星隕於境內，聲如雷」。
一代將星，就此隕落。
世無秦檜，但孟珙和餘玠都遭遇了與岳飛類似的「莫須有」。可見，防範武將在南宋仍是一條須臾不可忘的祖宗家法，所謂「自毀長城」，更像是一種求仁得仁的制度慣性。
王夫之在《宋論》中曾作驚世之語：
宋本不孤，而孤之者，猜疑之家法也。
晚明覆社領袖張溥讀史時，痛心疾首於孟珙、餘玠之死：
孟珙卒，則宋無京湖。餘玠卒，則宋無巴蜀。淳（祐）、寶（祐）之際，亡形已成，何必伯顏入臨安，而後痛哭哉！
蒙哥入蜀時，孟珙與餘玠已先後含恨去世。但蒙哥無須感到慶幸，此時佇立在釣魚城頭的孤勇者，是先後追隨過兩位將星的王堅。
王堅原為孟珙部將，跟隨其入蜀。餘玠出任蜀帥時，王堅留在四川，被任命為釣魚城守將。
餘玠去世後，王堅蒞任興元府都統兼知合州，全權主持釣魚城防務。從某種意義上，就巴蜀的對蒙防務而言，王堅是繼孟珙和餘玠之後的第三位薪盡火傳者。