至元四年（1267年），南宋降將劉整便向忽必烈獻策，指出伐宋應該「先攻襄陽，撤其捍蔽」，因為「無襄則無淮，無淮則江南唾手可下也」。這劉整本是南宋驍將，外號「賽存孝」（意思是賽過唐名將李存孝），任南宋瀘州知州和潼川十五軍安撫使，抵抗蒙古軍屢立戰功。可因為是北方人，受南方將領俞興、呂文德等人嫉恨，后又被誣告，賈似道欲圖將他殺害。為了自保，遂于中統二年率瀘州十五郡三十萬戶投降元朝，從此倍受忽必烈信賴。他的策略，忽必烈全盤采納。

在吸取蒙哥汗南征的教訓以及自己征江漢的經驗后，忽必烈將主攻方向由川蜀轉到荊襄，而主要打擊目標則是襄陽和樊城這兩座重鎮。兩城地處南陽盆地南端，襄陽和樊城南北夾漢水互為依存，「跨連荊豫，控扼南北」，地勢十分險要，自古以來為兵家必爭之地，所謂「中原有之，可以并東南；東南得之，亦可以圖西北者也。」 從此時開始，長達六年的襄樊戰役便拉開帷幕

元軍要拿下這軍事要地，所用的策略便是堡壘推進和水師配合最后再用大炮強攻。至元五年（1268年），派兀良合台之子，猛將阿術在襄樊東南鹿門堡和東北白河城修筑堡壘，切斷援襄宋軍之路。至元七年（1270年），派史天澤在襄樊西部的萬山包百丈山筑長圍，又在南面的峴山、虎頭山筑城，連接諸堡，完全切斷了襄陽與西北、東南的聯系，使襄樊成為孤城。同年，劉整造船5000艘，日夜操練水軍，又得到四川行省所造戰艦500艘，建立起一支頗具規模的水軍，彌補了元軍戰術上的劣勢。

為了打破包圍，南宋方面也積極進行了反擊。襄陽守將呂文煥多次出城作戰，但均被擊潰。張世杰、范文虎、夏貴等將屢屢率軍解圍，也分別被阿術、史天澤等人打敗。到至元九年，襄樊之戰已成定局，宋軍困守孤城，再難有作為。

至元九年（1272年）春，元軍對樊城發動總攻。三月，阿術、劉整、阿里海牙率蒙漢軍隊進攻樊城，攻破城廓，增筑重圍，進一步縮小了包圍圈，宋軍只好退至內城堅守。

四月，南宋京湖制置大使李庭芝招募襄陽府（今湖北襄樊市）、郢州（今湖北鐘祥縣）等地民兵3000余人，派總管張順、路分鈐轄張貴率領救援襄陽。二張雖然勇猛敢戰，麾下士卒也人人用命，但這次救援只能算是對守軍的激勵，在戰略方面已經沒有任何意義。張順在突入城中的戰斗中壯烈戰死，張貴雖然入城，但不久也在聯絡郢州的殿帥范文虎，打通襄陽外圍交通線的戰斗中被元軍俘獲，不屈被害。

至元十年（1273年）初，元軍分別從東北、西南方向進攻樊城，新式「回回炮」擊垮了樊城城墻。南宋守將牛富率軍巷戰，終因寡不敵眾，牛富與偏將王福俱投火殉國，樊城陷落。樊城失陷以后，襄陽形勢更加危急。呂文煥多次派人到南宋朝廷告急，但終無援兵。襄陽城中軍民已經陷入掘鼠羅雀，拆屋作柴，力盡援絕的境地。至元十年二月，阿里海牙由樊城攻打襄陽，炮轟襄陽城樓，城中軍民人心動搖，呂文煥見大勢已去，遂舉城投降元朝，襄樊戰役宣告結束。

襄樊陷落，南宋的江淮防御體系已經名存實亡。一舉南下滅亡宋廷的時機已經到來。