德祐元年（元至元十二年，1275年）四月，湖北制置副使高達以江陵降。作為當時宋軍最善戰的將領之一，高達因私怨長期被賈似道壓制，鬱郁不得志，降元之後卻旋即被忽必烈任命為近似於副丞相的參知政事。人心向背，就是這麼一點點累積起來的，直至嬗變。
高達既降，宋軍名將所剩無幾，只有李庭芝與夏貴等屈指可數之人。然而，夏貴遠在淮西，李庭芝身在長江以北的揚州，作為南宋統治腹心的江南卻無人可守。
宋廷此時想到了千里勤王的張世傑。
出身范陽的張世傑與劉整一樣同為歸正人，他少時曾跟隨張柔從軍，坐事歸宋，曾先後在軍中追隨呂文德、高達等名帥，資歷煊赫卻仕途平平。
時為右丞相的陳宜中雖猜忌張世傑的歸正人身份，一進京就撤換了後者的親兵。但當此非常之時，國無良將，迫於形勢的宋廷還是在短時間內將張世傑連升數級，至保康軍承宣使，統率都督府諸軍。
上任之後，張世傑不辱使命，趁元軍戰線過長兵力分散，且伯顏北上，連續收復了平江、常州、安吉、溧陽等江南重鎮，與揚州的李庭芝所部遙相呼應。
張世傑此時醞釀著一個大計劃：李庭芝自揚州出瓜洲，常州守將張彥自常州出鎮江，他親率水軍直趨鎮江一帶的江域，「三路交進，同日用事」，不僅可以讓支離破碎的宋軍防線連為一片，且能重創元軍於鎮江至建康一線。
德祐元年（元至元十二年，1275年）七月初，當張世傑按約定率戰船萬餘艘到達鎮江焦山江域時，才發現其他兩路宋軍都未如約抵達。李庭芝倒是於六月底出兵了，遣姜才率軍兩萬進攻揚州以南的揚子橋，欲打通至瓜州渡的入江之路。阿術接到告急軍報後親自來援，在張弘範的配合下，大敗姜才於揚子橋，宋軍死傷達一萬八千餘人。
張世傑只得孤軍奮戰。他與孫虎臣率戰船萬艘列陣焦山江域，每十船以鐵索連成一舫，沉碇於江，橫截江面，並規定「非有號令毋發碇」，決意孤注一擲，與元軍決戰於長江。
張世傑如此令人費解的排兵佈陣，可能也事出有因，甚至是兵行險著。其一，宋軍在前幾次大戰中均有臨陣脫逃導致潰敗的先例，此刻更是士氣低迷，為避免重蹈覆轍，張世傑以鐵索連船，「以示必死」，與破釜沉舟和背水一戰並無二致；其二，宋軍戰船多為機動不便的海船，無風難以航行，既然在機動性上天然不如元朝水軍，索性不如放棄機動性，無限強化宋軍水師的體量優勢。
但用兵興一利必生一弊，偏偏張世傑「鐵索陣」的致命破綻被元軍迅速捕捉到了。
南宋水師佈陣完成後，阿術登山眺望觀察，見「舳艫連線，旌旗蔽江」，便定計火攻，「可燒而走也」。
七月初二，焦山大戰啟幕，宋元水軍激戰一上午，不分勝負。據《元史·阿術傳》，阿術果斷投入預備隊，令張弘範船隊自上游順風而下，以正面衝擊破壞宋軍陣型；再派「強健善射者千人，載以鉅艦，分兩翼夾射」，以火箭射燒宋軍戰船，一時間火焰漫天。宋軍戰船因鐵鎖相連，閃避不便，「赴江死者萬餘人」。張世傑率後軍突圍，雖僥倖逃離戰場，但被繳獲戰船達七百餘艘。
行文至此，觀者很容易產生這樣的疑惑：張世傑難道就一點都沒有汲取火燒赤壁的教訓嗎？但所謂龐統獻連環計，曹軍艦船在赤壁之戰中以鐵鎖相連，這些都是《三國演義》的小說家言，並未出現在《三國志》這樣的正史中，《三國志》中至多隻有曹軍「船艦首尾相接」這樣的記錄。更重要的是，《三國演義》寫於元末明初，張世傑無可能預知到「火燒赤壁」的橋段。
焦山之敗，使宋軍喪失了最後一支能夠阻擋元軍直取臨安的有生力量。《元史·世祖本紀》要言不煩：
宋人自是不復能軍。