丁家洲之戰後元軍乘勝攻佔建康、鎮江、江陰等地。在這種情況下宋廷為保衛臨安行在，一面調兵加強臨安外圍要點防御，一面命主戰將領張世杰為保康軍承宣使、總都督府諸軍，率勤王軍北上，以期挽回眼前的危局。
張世杰遣將三路北進，在收復常州、廣德等降元但元軍主力尚未進駐的各城之後，張世杰被勝利沖昏了頭腦，決議順勢擊垮元軍主力，結果繼續出擊卻在元軍的反擊下連連失利。不得已張世杰只得率舟師至金山(注︰江蘇鎮江北)一帶駐守，並約定殿前都指揮使張彥自常州率兵趨京口(注︰江丹徒鎮)，約真州李庭芝領兵出瓜洲(注︰江蘇揚州東南)，準備三路合擊，與元軍主力決一死戰。
不過此時連宋廷的最高權威都已經喪失，張世杰又怎麼能調動得了不屬于他麾下的其他人呢，果然，到了約定的時候，張彥、李庭芝兩部一個未到，不甘心就此敗退的張世杰便于與平江都統劉師勇、知泰州孫虎臣率舟師孤軍迎戰。
七月初一，宋軍集水軍戰艦數千，號稱萬余艘，以十船為一舫，連以鐵索，沉碇于江，橫列焦山南北江面，規定非有號令不得起碇，決意孤注一擲，與元軍死戰。
「宋軍技窮了。」站在石公山（注︰在江蘇鎮江東北）上，大元荊湖行省平章政事阿術指點的戰艦雲集、旌旗蔽江的江面如是說到。這倒不是他在虛張聲勢，實在是宋軍水師雖然龐大，但其艦以鐵索相連，完完全全喪失了機動能力，成了一個死靶子。「諸位大人，」阿術掃了掃在場的江南行樞密院事阿塔海、中書省參知政事董文炳、行軍萬戶張弘範、水軍萬戶劉琛等一干元軍大將。「我欲火攻宋艦，又恐宋軍四散，不能盡殲徒留後患。不知哪位願與我首先切斷宋軍難逃之路。」
「下官願為平章大人分憂。」水軍萬戶劉琛第一個站了出來，他是剛剛病死的劉整一手教出來的水軍將領。「宋軍以舟結城橫亙江中，且江北復有揚州水軍隨時可能出援，顧下官願行險循江岸南行，繞自宋軍之後，切斷宋軍後路。」
「宋軍舟船不可擅自出動，你這番到也不算行險，」阿術的角度顯然比劉琛站得更高。「也罷，你且做去。」劉琛正待抱拳領命而去。「慢，」阿術一指探馬赤軍的行軍萬戶懷都。「你且領馬步軍兵沿路護送，張勁弩強弓，一則防宋軍登岸襲擊，二來也與劉萬戶餃尾呼應。」兩將齊齊應聲，轉頭而去。「誰又與本官切斷宋軍西進之路。」
「下官願往。」被劉琛搶了頭彩的張弘範站了出來。「下官願帥千人先襲取殊金沙(注︰在鎮江西北)，控制上游江路，勿使宋軍有西竄之虞。」
「很好，你且去做吧。」阿術點點頭，張弘範也隨後退了下去，臨走時隱隱約約听到阿術還在調兵遣將。「待兩翼切斷宋軍退路之後，忽剌，你……」
「殺！」舟船還沒有挺穩，張煌就一馬當先的從船上跳了下來，順手撥開幾只歪歪扭扭斜射過來的弓箭，隨即帶著他那三百人的部下沖著宋軍樹在江邊的水寨就殺奔了過去，是的，張弘範是說自己將親率千人襲取殊金沙，那麼選取的軍兵中自然不可能少了部分用來做炮灰的新附軍，而張煌部又算是新附軍里戰力較強的，不選他又能選誰呢。
「韃子上岸了。」雖然宋軍早就看到元軍的舟船，然而宋軍的精銳早就在丁家洲一戰中喪失殆盡，現在這些把守殊金沙的不過是些廂軍和禁兵（注︰南宋末年，禁軍和廂軍一樣是磚充工匠雜役之用的），根本沒有戰斗經驗的他們，雖然擁有一些八牛弩、突火槍之類的裝備，但漫無目標的發射連元軍的皮都沒有傷到。「大家快逃啊。」現在看到元軍的艦船靠上水寨邊了，這些心無斗志的雜役們頓時丟下手中的兵器一哄而散，只剩下幾個將領面面相覷。「大人，咱們也快逃吧。」
就這樣，等張煌沖到水寨城門口的時候，眼前除了一地的軍械之外只有幾個來不及逃跑的小兵蹲在地上瑟瑟發抖。張煌看到此情此景也不禁搖了搖頭，隨手點了一個部下。「去向萬戶大人報告，宋軍已經不戰而潰了！」
戰爭進行到這個程度，宋軍不單單喪失的是斗志，而且戰術僵化。是日，除了張弘範部全取上游要地殊金沙外，宋軍就眼睜睜的看著劉琛所部在懷都的掩護下切斷了自己的後路。至此，宋軍已經陷入三面包圍之中。
七月初二，阿術居中，親率選強健善射者干人，乘巨艦分兩翼夾射。董文炳率水師自焦山南麓，攻宋軍右翼；萬戶劉國杰（注︰女真人）攻左翼；萬戶忽剌出單刀直入猛攻宋軍水師中央。正當雙方激戰正酣的時候張弘範部也順流而下加入戰局，頓時讓宋軍陷于苦戰。
是役，元軍小型戰船機動靈活，橫沖直撞，宋軍殊死奮戰，但艦大連舟難以行動，兩翼元軍交射火箭，燒得宋船帆蓬俱焚，煙焰蔽江。激戰半日，宋軍大亂，前軍多墜水中溺死，後軍見勢爭相逃遁，潰不成軍。元軍乘勝追至焦山，獲黃鵠、白鷂等船七百余艘。南宋長江防線由此徹底崩潰，臨安危在旦夕。
焦山戰役的後半段因為主要是水軍交戰，所以作為陸師的張煌部並未參戰，因此盡管張弘範因為焦山之戰的戰功受獲「拔都」的封號和亳州萬戶（注︰駐地萬戶的地位高于行軍萬戶），但張煌部最終卻只是賞了一頓酒肉而已。不過，接下來張煌部開始忙碌起來。他先是隨張弘範部一路南下，突破浙北要隘獨松關攻取了宋軍放棄的湖州、嘉興、安吉、德清等地與中路伯顏所部、右翼董文炳會師，隨後又隨伯顏主力迫近臨安。
面對元軍的咄咄逼人，南宋也試圖向元朝提出媾和請求，但為時已晚。如果宋軍聲勢浩大，也許元軍會考慮媾和，正所謂能戰者方能和。但此時南宋的戰爭機器實在已經荒唐到了極點，擔任水軍提督的是陸軍將領張世杰，負責陸軍的是水軍將領劉師勇，所以議和之事，伯顏根本不予考慮。「錢氏獻土、李氏出降，全是汝國之法，汝國得天下于小兒，如今應當失于小兒，天道如此，何必多言。」
宋德祐二年、元至元十三年年初，潭州被阿里海牙攻破，兩湖全境落到了元軍之手。正當文天祥被臨危受命為簽書樞密院事的同時，伯顏的大軍也已經屯兵布陣于臨安東北的皋亭山麓，而此時臨安的守軍與全國而來的勤王軍隊相加也不過三萬余人，宋廷在慈元殿舉行的宣麻禮（注︰唐宋冊封王爵、拜相時用白麻紙書寫策文）時出席典禮的文班官員也只剩下六人，臨安城里已經是一片末日來臨的氣氛了。
局勢已經到了最後的關頭，文天祥、張世杰等人主張三宮（注︰太皇太後謝氏、皇太後全氏、幼帝趙顯）遷往海上，但身為首相的陳宜中不同意。秉持國政的謝太後在萬念俱灰，命令監察御史楊應奎向伯顏送去了宋室的傳國玉璽。
當晚，首相陳宜中棄城逃亡溫州。
臨安即將獻城，主張繼續抗戰的將領紛紛安排轉移，張世杰、劉師勇各自率兵登船，逃亡海外，駙馬都尉楊慎護送益王趙、信王趙昺、楊淑妃（注︰益王生母）和秀王趙與梓逃亡江西婺州。
「亂點連聲殺六更，熒熒庭燎待天明。侍臣已寫歸降表，臣妾僉名謝道清。」
德祐二年二月初五，南宋百官聚集在大內祥曦殿向元朝大臣獻上了降表。
三月初，伯顏以勝利者的身份進入臨安，第二天除了臥病在床的謝太後外，宋帝趙顯與全太後、福王趙與芮、沂王趙乃猷、度宗生母隆國夫人黃氏等一干俘虜被押送北方。不過，到了八月，謝太後也連同病床一起被遷往大都。
按照後世某些贊成民族融合的史學家的論點，以降表和獻璽為標志，宋王朝到了德祐二年（公元1276年）便滅亡了，此後的三年間，殘存的宋政權不過是在海上彷徨、以游擊戰抵抗的流亡政權而已，不過，這個論點南宋的軍民顯然是不會同意的。
在兩淮、在江南、在閩廣、在四川等地，宋朝的軍民們還在頑強抵抗著。就在德祐帝趙顯（恭宗）被擄往大都的同時，度宗庶長子益王趙被張世杰、陳宜中、陸秀夫、陳文龍推、文天祥等文臣武將戴成為了天下兵馬都元帥，隨即又在福州即位為帝，改元景炎，繼續領導大宋軍民開展反元衛國戰爭。
既然殘余的宋軍不肯就此投降，那戰爭依舊要持續下去，六月，進入兩湖的元軍南下攻克廣州，九月又分兵進入兩廣、福建，分別攻克建寧府、邵武軍，兵逼福州，與此同時，從臨安南下的元軍主力也進入江西、福建，對福州形成了包圍。
不過此時的張煌並未隨著元軍主力南下，原因很是簡單，浙東一帶發生了「叛亂」，張弘範部遂被留下來鎮壓當地的民眾起義，張煌自然也就名列其中了。