范文虎三次援襄失敗後，雲集荊襄前線的宋軍士氣萎靡，李庭芝也數次「自劾請代」，但南宋已無人可用，李庭芝的請求被宋度宗和賈似道駁回。
如前所述，賈似道確已使出渾身解數，又是罔顧國庫空虛，撥出五百萬貫錢犒賞前線；又是令京湖制置司與各路援軍駐地前移，以利就近增援；還命兩淮宋軍向山東、河南方向出擊，以迫使襄、樊的蒙軍回援。
而蒙古儘管始終掌握著戰略主動權，但在大肆築壘與擴建水軍的雙重財政壓力下，國力也顯露出了難以為繼的跡象。據《元史·世祖本紀》統計，自蒙軍正式圍攻襄、樊以來，因此而徵兵、徵糧的記載不絕於書，除了蒙軍，漢軍、回回（元朝時對回族人的稱呼）軍、女真軍、西夏軍都在徵兵之列；蒙古的漢地統治區天災人禍相繼，蒙廷只得撥出並不豐裕的糧食儲備用來賑災，頗有疲於奔命之感。
一位名為胡祗遹的蒙古漢臣在信中透露了一則關鍵資訊，襄陽之戰耗費了蒙古財政收入的一半以上：
我軍圍襄樊，六年於茲。戈甲器刃所費若干，糧斛俸祿所費若干，士卒淪亡若干，行齎居送，人牛車具飛挽損折若干。以國家每歲經費計之，襄樊殆居其半。
更令忽必烈憂心的是，漠北也風波再起。阿里不哥之亂於至元元年（1264年）平息後，蒙古本位主義勢力並未偃旗息鼓，僅幾年後便捲土重來。
《元史·高智耀傳》中有一段突兀的記錄。西北藩王遣使入朝，質問忽必烈：
本朝舊俗與漢法異，今留漢地，建都邑城郭，儀文制度，遵用漢法，其故何如？
這個西北藩王是誰？「或許是對忽必烈早就心懷不滿的窩闊臺、察合臺后王，或許是忽必烈的親弟弟、已經在伊朗‘自帝一方’的旭烈兀，又或許是金帳汗國的蒙哥帖木兒汗。」總之，以上那段質問可視作蒙古西北藩王的一種群體性價值觀。
窩闊臺系諸王的首領海都是忽必烈最危險的對手，致力於「合縱」西北諸王結成反忽必烈聯盟，他們聲稱漢化的忽必烈已不是真正的蒙古人。至元六年（1269年），海都與朮赤系的金帳汗國、察合臺汗國宗王在中亞答剌速河畔會盟，推舉海都為盟主，對忽必烈用兵。
忽必烈在這場曠日持久、前後賡續三十年的戰爭中居於上風，卻無法徹底擊敗秉持游擊戰法的海都，更無法有效恢復對西北蒙古宗王的控制。也因此，忽必烈不得不長年在西北方向駐屯大量兵力，沒辦法全力南攻襄陽。西北戰事是蒙古騎兵間的對決，這也意味著，漢軍將在襄陽之戰中承擔主力。
至元六年（1269年），高麗發生宮廷政變，推翻了親蒙的元宗王禃，蒙古也不得不出兵干涉，助元宗復位。
至元七年（1270年），趙良弼受命出使日本，給鎌倉幕府下「最後通牒」。蒙古駐紮在高麗北部的精銳部隊也悄悄向南移動，護送趙良弼一行到達朝鮮半島南部，並以備戰態勢威嚇日本。
內憂外患之下，忽必烈決定調整圍而不攻的堡壘戰法，啟動攻堅戰法，以求早日攻下襄樊。但這也算不上什麼改弦易轍，更準確地說，是繼續以堡壘戰遏止援軍入襄與城內突圍，再以攻堅戰為收官競得全功。
為此，忽必烈又進行了新一輪的徵兵動員，重點加強了山東與河南方向，以專心地對襄、樊發動總攻；同時，忽必烈又對徵襄統帥部做出調整，命阿術總領蒙軍，劉整與阿里海牙總領漢軍。大概的意思是，漢軍負責攻堅，蒙軍負責野戰阻援。
至元九年（南宋鹹淳八年，1272年）三月，也就是范文虎第三次援襄失利的大半年後，劉整與阿里海牙開始對樊城發動強攻。血戰之後攻陷樊城外城，兩千多守軍以身殉城，但內城仍在宋軍手中。
蒙軍刻意避開了城防更堅固的襄陽，選擇以樊城作為突破口，樊城破則襄陽頓失羽翼。
樊城內城守軍派敢死之士突圍成功，將襄、樊二城的岌岌可危上報李庭芝。
李庭芝空有一身文韜武略，此刻卻幾近無計可施：范文虎不受節制也就罷了，連續三次援襄慘敗已經打空了他的軍力及心氣，此時的范文虎真的是懼戰了；南宋屢戰屢敗之後，軍力大損，府庫枯竭，短時間內再難組織起大規模的援襄行動；不僅是范文虎，以勇猛聞名的夏貴在迭遭慘敗之後，也犯上了「恐蒙症」，多次向朝廷乞請致仕——李庭芝很難再在軍中找到一位銳氣正盛的勇將。
束手無策之時，李庭芝以重金在荊襄一帶募得驍悍善戰的敢死民兵三千餘人，又尋訪到了兩位「智勇素為諸軍所服」的民兵首領——張順和張貴，授任為義軍都統。
宋軍打聽到襄陽西北有一條匯入漢水的小支流叫清泥河，可順流直抵襄陽城下，便打造輕舟百艘，每三舟相連，中間一艘裝載兵士物資，左右兩艘則將其底鑿空上蓋草蓆。
《宋史·張順張貴傳》記載，張順和張貴在清泥河日夜練兵，激勵三千民兵：「此行有死而已，汝輩或非本心，宜亟去，毋敗吾事。」人人感奮。
襄陽之戰中最具傳奇色彩的一次援襄即將啟航。
鹹淳八年（蒙古至元九年，1272年）五月，漢水上漲，二張以紅燈為號，乘夜出航，張貴當先，張順殿後。敢死船隊銳不可當，各船置火槍、火炮、熾炭、巨斧、勁弩，硬闖蒙古封鎖線，蒙軍雖眾，「皆披靡避其鋒」。船隊轉戰一百二十餘里，於次日凌晨抵達襄陽城下，城中久已斷援，聽說援軍神兵天降，「踴躍，氣百倍」。
樂極生悲的是，戰後點兵，方才發現殿後的張順失蹤。數日後，有一具浮屍溯流而上，被甲執弓，一直漂到浮橋下，被認出正是張順，「身中四槍六箭，怒氣勃勃如生」。軍中視其為神明，於江邊結冢殮葬，立廟祭祀。
儘管張順不幸殉國，但這仍然是一次神乎其技的軍事奇蹟：一支並非正規軍的敢死隊，九死一生，於萬軍叢中突破重重封鎖，給被圍五年的孤城送去救命物資。
張貴入城後，呂文煥極力挽留他共守襄、樊。但張貴見襄、樊危在旦夕，又自恃驍勇，餘勇可賈，便想聯絡范文虎，內外夾擊，一舉打破包圍圈也未可知。
但前提是信使出得去。二張援襄成功後，蒙古人深受刺激，對襄、樊的防範更加嚴密，水路連鎖數十里，遍佈木樁，被《宋史·張順張貴傳》形容為「雖魚蝦不得度」。
張貴招募到兩個「浪裡白條」式的好漢，據說能潛伏水中數日不食，讓他們持蠟書潛水至范文虎處求援。這兩位好漢一路碰到鎖江木樁即鋸斷，竟然毫髮無損地抵達了范文虎軍營。這兩人得到范文虎發兵五千人於龍尾洲接應張貴的允諾後，便又神奇地潛回襄陽報信。
張貴見萬事俱備，便按照預先約定的日期，於七月初七黃昏作別呂文煥，準備起航突圍。出兵前，張貴突然發現一名帳前親信失蹤，此人因違反軍法不久前被鞭撻過。張貴知道夜襲的訊息很可能已經外洩，只得放棄原計劃中的「銜枚隱跡」，轉而大張旗鼓地強行突圍。
張貴勇冠三軍，部下更是悍不畏死，順流疾下，一路斬斷封江鐵索，破圍冒進，沿路蒙軍驚懼退避。在突破最險要的地段後，張貴所部在夜半時分遭遇了阿術、劉整親率的蒙古水軍主力，兩岸火光燭天，宛如白晝。
此時，無底船發揮了奇效。張貴在上百艘無底船中豎立旗幟，士卒立於兩舷誘敵。蒙古水軍迫近後，急於立功的蒙軍士卒爭相躍入無底船，據說淹死了上萬人。
鏖戰中，張貴趁勢突破敵軍水師的攔截，已然接近范文虎允諾出兵的接應地龍尾洲。遙遙望去，洲頭戰船櫛比，旗幟紛紜，逃出生天的張貴所部歡呼雀躍，舉流星火以作指示。龍尾洲附近的艦船見到火光，向前迎來，做接應狀。待兩軍即將會師時，張貴所部這才在驚駭中如夢方醒：這哪裡是范文虎水軍，這是蒙古人。
原來，就在兩天前，范文虎派出的接應部隊因懼敵，後退了三十里，這或許是軍隊避戰的自主決策，也有可能是范文虎行前的面授機宜，畢竟，三次慘敗已令范文虎從一個好大喜功的勇將淪為畏敵怯陣者。而蒙古人事先從帳前逃卒那裡得到了情報，提前在龍尾洲佈置了伏兵，以逸待勞。
而張貴所部一路激戰至龍尾洲，早已是精疲力竭，不意又遭到蒙古生力軍突襲，傷亡殆盡。張貴也身中數十槍，力不能支而被俘，不屈而死。
劉整命四名宋軍降卒將張貴遺體運至襄陽城下，還故意挑釁稱：「你們認得出張貴嗎？這具屍體就是他的。」襄陽守軍見狀知外援至此已徹底斷絕，涕泗橫流，士氣頹靡。呂文煥盡斬四降卒，將張貴與張順合葬，立雙廟以祭祀。
二張援襄以轟轟烈烈始，以功敗垂成終。南宋外圍援軍意氣消沉，再無力挽狂瀾之志，按兵不動，坐視蒙軍強攻襄、樊。
鹹淳八年（蒙古至元九年，1272年）九月，賈似道眼見李庭芝與范文虎的將帥失和已無法調解，迫於朝野輿論壓力，終於解除了范文虎的援襄兵權，但為時已晚。
李庭芝知道軍事上已力不能逮，便想用計招降劉整，建議朝廷封劉整為盧龍軍節度，加封燕郡王。李庭芝的如意算盤是，如若招降成功自然算是意外之喜，若大機率不成，也能離間元朝與前方將帥的關係，或能改變戰局。朝廷認為此策可行，遂命永寧寺僧人攜帶封詔、金印、牙符及李庭芝親筆信潛入元境。元朝察覺後，大為重視，即派大臣嚴查此事。劉整自前線回京師面謁忽必烈申辯稱：「此宋患臣用兵襄陽，欲以此殺臣耳！臣實不知。」
忽必烈自然也知道怎麼回事，《元史·劉整傳》記載他誅殺了僧人，一面令劉整趕回襄陽指揮攻城，一面讓他給李庭芝回了封語帶嘲諷的信：
整受命以來，惟知督厲戎兵，舉垂亡孤城耳。宋若果以生靈為念，當重遣信使，請命朝廷，顧為此小數，何益於事！
儘管勸降失敗，但李庭芝此謀不失為高明。李庭芝很可能聽說了劉整在蒙古內部的尷尬處境。
至此，李庭芝已智窮力竭，只得不斷上奏朝廷要求辭職，自稱「襄圍不解，客主易位……臣實有罪」，並不惜以「庸夫」自貶，「今之襄、樊，皆古今非常之變。天每以非常之人擬之，豈區區庸夫所克勝任」。李庭芝建議在京湖建置都督府，讓更有威望和才幹的重臣親至前線指揮援襄，「這是李庭芝面對前線將帥相互牽掣，眾將惟賈似道馬首是瞻，自己無力駕馭指揮的尷尬局面，打算撂攤子不幹了」。
但李庭芝也並非一時意氣，無論出於與師相的私人情誼，還是援襄大局，於公於私，他都有充分的理由，「他確信賈似道的出陣和親自領導，是解決邊將之間相互對立、互不協作的問題，以重新統一組織南宋諸邊將對敵作戰的唯一途徑」。
宋度宗急召重臣集議，賈似道深知李庭芝這是逼自己出山，無論他心中有何想法，出於政治正確，他還是隻能在度宗面前大唱高調：「若辦此事，非臣捐軀勇往，終未能遂。」但事到如今，就連一貫浮誇的賈似道也承認，就算他親自出馬，恐怕也救不了襄陽了，「然縱使臣行，亦後時矣，恐無益於襄陽之存亡，尚可使江南無虞，而不至內地之震駭也」。
這段話也透露出了賈似道一些內心款曲。在他看來，襄陽之存亡固然重要，但若真丟了，只要他在，「尚可使江南無虞」。
賈似道在上奏中將自己遲遲不行邊的責任推給皇帝的挽留，「倘陛下不容臣跬步離左右，縱有奇謀秘計，一無所施」。這說得可能也沒錯，宋度宗對賈似道的依賴已經超越了皇帝與重臣的關係，在襄、樊危在旦夕的那幾個月間，賈似道數次要求行邊，都被宋度宗否決。這也不難理解，對於一個內心虛弱的帝王而言，國勢越是千鈞一髮，他越不願意自己的精神支柱遠離。
這裡無從判斷賈似道的內心真實想法，而所謂他暗中唆使眾御史挽留一說也有捕風捉影之處。但有一點或許沒有爭議，賈似道對於是否行邊也是忐忑不定的，他對宋度宗的強挽至少沒有表示出反感。