對這次親征，蒙哥汗做了較為周密的部署安排。出征之前，蒙哥汗把留守和林的任務交給幼弟阿里不哥和皇子玉龍答失。集中精力，專心攻宋。此次南征，蒙哥汗兵分東、西、南三路大軍。

東路軍由宗王塔察兒率領，塔察兒是成吉思汗幼弟鐵木哥幹赤斤的孫子，東道諸王的首領。按照蒙古的制度，幼子可以分授和繼承的財物和軍隊最多，因此，塔察兒的實力比較強盛。東路軍的主攻方向是軍事重鎮襄樊。

西路軍由蒙哥汗親自率領，早在窩闊臺時期，蒙古大軍就已開始進攻四川，前後十餘年，攻下了成都等不少城池，包括川北等處。蒙、宋雙方在四川展開了曠日持久的拉鋸戰，南宋軍民拼死抵抗，給蒙古造成了不小的損失。西路軍的目標是攻佔整個四川，然後沿江東下，滅亡南宋。蒙哥汗的西路軍除了蒙古諸王的部隊和怯薛軍（侍衛親軍）外，還有史天澤等漢軍和甘肅、陝西一帶汪總帥的軍隊。以前一直征戰川蜀的劉黑馬軍隊此時也加入了西路軍。

東路軍由兀良臺率領的雲南蒙古軍及蠻夷軍一萬三千餘人，進攻路線是經現在廣西、貴州，進入潭州（今湖南長沙）。

三路大軍的計劃是從北、西、南三個方向同時推進，約定在公元1260年的正月會師潭州，然後順江東下，最後滅亡南宋。關於三路大軍的人數和規模，史書記載多有誇張，有的說三十萬，有的說二十萬，據考證，應是十萬餘人。蒙哥汗制定的計劃非常不錯，然而，始料未及的是，蒙哥汗在重慶北一百四十里的釣魚城，遭遇到南宋的殊死抵抗，最後竟然命喪城下。

釣魚城位於嘉陵江、渠江、涪江三江匯合處，西、南、北三面環水，地勢陡峭，非常險峻，東面是華鎣山。自1234年以來，南宋四川制置吏餘玠就在此築城，後來把合州的州衙也遷至此地，構成重慶以北的一道重要軍事屏障。宋軍在華鎣山和釣魚城之間還挖有深壕，城的四周修築了堅固的防禦工事，儲存著大量糧草，還建有火炮炮臺。城的周圍除了懸崖峭壁和江面，還有一些開闊地，居高臨下，易守難攻。南軍又在此配置優勢火炮，蒙古軍隊攻打起來非常困難。

公元1259年陰曆二月，蒙哥汗在掃清外圍以後，親自督戰，進行強攻。先攻至江邊的“一字城”，而後輪番進攻東、西、北三面的城門。但宋軍在高處還擊，防禦工事又都是用石頭壘砌起來的城牆，蒙古屬於仰攻，因此，根本無濟於事。從二月至七月，蒙古連續攻打五個月，損兵折將，傷亡慘重，連御前先鋒汪德臣也負傷身亡。

七月，川蜀之地酷熱難耐，蒙古軍隊根本無法忍受如此炎熱的天氣，軍中又發生瘟疫，傷亡更加慘重。蒙哥汗無奈，只好暫停對釣魚城的進攻，轉而進攻重慶。據宋人記載，蒙哥汗在督軍攻城時，中了南宋的炮火而負傷，不久死於重慶城下。元人史書則說，蒙哥汗是病死的。蒙哥的死因到現還是個跡，就如努爾哈赤一樣。但無論怎麼說，蒙哥汗是確切死於重慶城下。蒙哥汗一死，蒙古大軍士氣大傷，只好撤軍，此次南征南宋也宣告失敗。

南宋之所以能打敗蒙古大軍，主要原因有三，第一，南宋軍民同仇敵愾，上下一心，拼死抵抗，誓不投降。第二，釣魚城易守難攻，南宋部署得力，指揮得當。第三，川蜀火熱天氣不利於北軍作戰，南宋佔了天時之利。

1234年，宋蒙聯合滅亡金國，完成南宋人百年心願，報仇雪恨。但是1235年，南宋開始收復河南三京的戰役中，出兵想收復河南的開封，洛陽，南陽時，卻遭蒙軍伏擊而失敗。宋蒙聯盟破裂，宋人又開始抗蒙戰爭。蒙古從西起川陝，東至淮河的數幹裡戰線上，同時展開對南宋進攻，宋蒙戰爭全面爆發。

蒙古人入侵南宋大片土地。四川是蒙古軍隊在四川到湖北，河南到兩淮，及四川戰線上，四川是最為殘破地區，受害最深，惡烈最重，搶掠最嚴重的地方。可是天意讓窩闊臺醉死了蒙古軍撤退，南宋又得喘息良機。宋朝開始整頓，調整，充實各個戰區防務，宋理宗調餘玠入川主持抗蒙大業。採取一系列政治，軍事，經濟措施，改變了以往被耐打局面。

主要以推廣四川制置付使彭大雅，為了抗擊蒙古軍隊，派甘閏於合州東十里釣魚山上，築寨修堡 沒有遭遇重大損失經驗。，置使餘玠令冉璡 冉璞兄弟主持以寨堡為基礎上，擴建修成釣魚城，並遷合州大帥府到此，加以重兵，以控扼嘉陵江要衝。保衛重慶大城。

在1254年，王堅任合州守將 ，又是大規模修城設塞把陝南，川北的人民紛紛遷來生活。 成為防禦蒙古入侵基地，釣魚城有數十萬人口，成為軍事重鎮。主要以高城，山寨堡壘，隨手碎石為武器，全民皆兵，拋石打擊敵人。

蒙哥從窩闊臺的兒子貴由手裡得到當皇帝后下命令全面擴張，率主力軍隊，再次進入四川，輕易地攻佔許多地方。但對釣魚城始終無能為力

釣魚城有人，有軍，有糧，有水，有石頭，巍然屹立，抗蒙長期不倒。成為阻擊蒙古的強盜堅強堡壘。1259年二月，蒙哥進軍重慶，到石子山，親自督陣攻取釣魚城，從二月到五月，先後猛攻一字城，和鎮西門東新門奇勝門護勝門等城門，及外城均被城內幾十萬人拋石似冰雹砸下被擊退。

六月宋國付置使呂文德，從江南率戰艦萬艘往援釣魚城，讓蒙古將史天澤擊退，退回重慶。蒙古軍又乘勝攻城，仍不能破其堅城。蒙先鋒元帥大將汪德臣，被擊傷死去，接著蒙哥大怒，親自上陣指揮，也被亂石擊傷，七月二十七日，死於軍中，蒙古軍也被迫撤圍。蒙哥死後，又一次給南宋喘氣之機，湖北前線非常緊張危險了，忽必烈要爭奪汗位，也緊忙北撒。簽定和平條約。南宋暫時扭轉了局勢，此後馬乾代替王堅為主將守合州。後又1263年又有張珏又代馬乾守合州，都屢敗元軍。1275年王立又代張珏為合州安撫使。在南宋皇帝被陸秀夫揹著跳入南海後的1279年正月。王立所率合州抗元堅守三十餘年的釣魚城，終於結束使命，成為元朝的合州。

釣魚城在重慶合州區，十里外釣魚山上建城。是著名要塞防禦基地。從1243年初成城後，不斷加築重磊。在兵家積糧積物挖大水池成為蒙哥的葬身死地的。

1258年拖雷之長兒蒙哥成為蒙古大汗。命忽必烈進攻鄂州，察塔兒進攻兩淮，及兀良哈進攻雲南，旭烈兀率領十萬大軍攻擊中亞西亞埃及。自己揀了以最破碎無力抗擊的四川，蒙哥帶領汪德臣4萬軍隊，從六盤山一路南下，所向披靡，攻克四川北部大部分地區。在合州釣魚城下被王堅打擊後，攻勢受阻。數月不能攻克釣魚城。

釣魚城在山頂之上，山高聳立，上下相對高為三百米左右，處在嘉陵江，渠江，涪江匯合處南北西三面環水，壁絕江急，城周長十多里，均為築片石數丈的石牆壘成。內有大小小池塘13個 ，水井92眼，宋人長期準備，兵精糧足水源充分。江邊築設水師碼頭，布有幹艘戰船，控制江河，下行直到重慶，隨即參加重慶保衛戰。是支撐四川抗蒙防禦要塞，地置優越，地方險要，十足能支撐四川戰局發展變化，更沒有想到是，宋人釣魚城的砸蒙哥之死，不但是改變暫時中國戰略形勢，也直接影響了世界戰爭局勢改變走向。

1258年，蒙哥令部將晉國寶上鉤魚城內勸降被王堅所殺，蒙哥完全可以越過釣魚城不顧，直接佔領重慶城，再乘船東去，匯聚忽必烈，察塔兒，兀良哈三路主力大軍攻取江南滅掉宋朝。卻因年青氣盛的蒙哥大怒不息。不把小小鉤魚城的王堅，因為沒有把他被放眼裡，恃其兵強馬壯，一個小小王堅，何敢欺人太甚。不給大皇帝面子，不人採納木忽裡，要勸其避堅直攻重慶。迂迴夔州，萬州東下滅南宋的建議。無視王堅，率領四川軍民正義怒火，早就嚴陣以待，仇恨化為天閃地雷，對蒙古人嚴厲懲罰，對也他極為不利，恨之入骨。大將汪德臣又被石砸死。蒙哥還不顧一切，要不惜代價，攻下釣魚城。

遂令諸王攻城。未哥強攻禮義山城，曳刺禿魯雄攻平梁山城，，命宋投降將楊大淵率軍突襲合州舊城。切斷外圍聯絡，令四川都元師紐璘自成都趕到涪州城，造浮橋斷絕宋援，又在銅羅峽。據險為塞 阻遏重慶軍北進。

蒙哥親督諸軍，攻擊釣魚城，二月二日蒙軍開始攻城，加上天氣酷熱，蒙古人人不服水土，霍亂，蚊蟲，瘧癘等疾病嚴重流行，對蒙哥的軍隊危害情況也相當嚴重，蒙軍攻山腰一字城牆，到九日不克。又猛攻鎮西門不克。史天澤也率部也趕到鉤魚城參戰，連續進攻東邊新門，奇勝門，鎮西門，小堡門。在宋人群體拋石頭砸擊下均遭失敗。四月三日後，連續天降大雨二十天，蒙軍又偷襲城南護國門未逞。二十三日深夜，再攻城城北出有門，至嘉陵江一側的一字城牆破，但被王堅率敢死隊，血戰奪回修好。宋理宗聽訊嘉獎，鼓勵合州軍民接勵再戰。

蒙哥召開軍事會議，命諸將提議進取之計，破城之法。術速忽裡卻認為頓兵在堅城之下，是大不利。不如留少量軍隊困擾之。而以主力沿長江水陸東下，與忽必烈等會師，一舉滅掉南宋廠再回首令其投降。可是長期霸道驕橫的蒙哥和眾多將領，對小城久攻不下，十分窩火，都主張強攻拿下釣魚城，反罵術速忽裡為軟蛋。

蒙哥汗不理採術速忽裡之言，決意繼續攻城。蒙軍對大舉攻城，南宋對釣魚城也派來萬艘軍隊救援宋軍。均先後失敗，始終未能進抵城下。但城中軍民依然鬥志昂揚，物資充裕。軍民把三十多斤的鮮魚兩尾，及麵餅百餘張。一起拋給蒙軍，並投書信給蒙軍，滾蛋吧蒙古強盜。聲稱再守十年，蒙軍也無法攻下釣魚城。蒙軍再次打敗了援軍呂文德，他率戰船萬艘溯江而上，衝破蒙古軍封鎖進入重慶，又率幹只船，沿嘉陵江北上，救援合州釣魚城行至三槽山西，遭遇蒙古軍阻截。史天澤分兩翼沿江側射擊 又率舟師順流迎擊，奪取宋戰船百餘艘，宋軍水軍戰敗戰，船沿其退路回到重慶。

盛夏時節，天氣酷熱，瘟病流行，蒙古軍也感染疫情，也因此軍力大減。王堅乘機多次，夜襲蒙古軍營地，使蒙古夜裡鬼哭狼叫不得安寧。更想早日結束戰爭。

蒙古前鋒元帥汪德臣，率軍乘夜突破外城馬軍寨。王堅率兵拒敵。天將亮時，下起雨來，蒙軍攻城祥雲梯又折斷被迫撤退。攻城五個月不克。

汪德臣遂單騎至釣魚城下勸降，又被城上飛石擊中，死於縉雲山寺廟中。蒙哥汗更加大怒。命蒙軍在東新門外，築高臺建樓。窺探城內虛實，以便再次決戰。

七月二十一日蒙哥汗，親臨現場指揮，幾十萬塊石頭似火山爆發，從天而降，化為正義之師飛向蒙哥，蒙哥被飛石砸中，受傷後二十七日死於軍中。

蒙古軍遂偷偷撤軍北還。引起更大連鎖反映。蒙古軍從各個戰場撒退，一下就改變世界戰爭格局形勢。西征軍反而被埃及軍隊打敗，先鋒大將的軍隊全軍覆滅。東方戰場又由於有和平條約所在。和平安定有了一些時間。宋朝沒有在忽必烈奪取皇位幾年內戰抓住時機改變策略全民抗蒙卻認為和平到來，天下太平結果喪失了反敗為勝機會當忽必烈平定內亂又南下滅宋，使得小皇帝被陸秀夫揹著跳入南海文天祥誓死不降。但國家都在蒙古鐵蹄之踐踏。大量文化遺產毀於戰火。