丁家洲之战后元军乘胜攻占建康、镇江、江阴等地。在这种情况下宋廷为保卫临安行在，一面调兵加强临安外围要点防御，一面命主战将领张世杰为保康军承宣使、总都督府诸军，率勤王军北上，以期挽回眼前的危局。
张世杰遣将三路北进，在收复常州、广德等降元但元军主力尚未进驻的各城之后，张世杰被胜利冲昏了头脑，决议顺势击垮元军主力，结果继续出击却在元军的反击下连连失利。不得已张世杰只得率舟师至金山(注：江苏镇江北)一带驻守，并约定殿前都指挥使张彦自常州率兵趋京口(注：江丹徒镇)，约真州李庭芝领兵出瓜洲(注：江苏扬州东南)，准备三路合击，与元军主力决一死战。
不过此时连宋廷的最高权威都已经丧失，张世杰又怎么能调动得了不属于他麾下的其他人呢，果然，到了约定的时候，张彦、李庭芝两部一个未到，不甘心就此败退的张世杰便于与平江都统刘师勇、知泰州孙虎臣率舟师孤军迎战。
七月初一，宋军集水军战舰数千，号称万余艘，以十船为一舫，连以铁索，沉碇于江，横列焦山南北江面，规定非有号令不得起碇，决意孤注一掷，与元军死战。
“宋军技穷了。”站在石公山（注：在江苏镇江东北）上，大元荆湖行省平章政事阿术指点的战舰云集、旌旗蔽江的江面如是说到。这倒不是他在虚张声势，实在是宋军水师虽然庞大，但其舰以铁索相连，完完全全丧失了机动能力，成了一个死靶子。“诸位大人，”阿术扫了扫在场的江南行枢密院事阿塔海、中书省参知政事董文炳、行军万户张弘范、水军万户刘琛等一干元军大将。“我欲火攻宋舰，又恐宋军四散，不能尽歼徒留后患。不知哪位愿与我首先切断宋军难逃之路。”
“下官愿为平章大人分忧。”水军万户刘琛第一个站了出来，他是刚刚病死的刘整一手教出来的水军将领。“宋军以舟结城横亘江中，且江北复有扬州水军随时可能出援，顾下官愿行险循江岸南行，绕自宋军之后，切断宋军后路。”
“宋军舟船不可擅自出动，你这番到也不算行险，”阿术的角度显然比刘琛站得更高。“也罢，你且做去。”刘琛正待抱拳领命而去。“慢，”阿术一指探马赤军的行军万户怀都。“你且领马步军兵沿路护送，张劲弩强弓，一则防宋军登岸袭击，二来也与刘万户衔尾呼应。”两将齐齐应声，转头而去。“谁又与本官切断宋军西进之路。”
“下官愿往。”被刘琛抢了头彩的张弘范站了出来。“下官愿帅千人先袭取殊金沙(注：在镇江西北)，控制上游江路，勿使宋军有西窜之虞。”
“很好，你且去做吧。”阿术点点头，张弘范也随后退了下去，临走时隐隐约约听到阿术还在调兵遣将。“待两翼切断宋军退路之后，忽剌，你……”
“杀！”舟船还没有挺稳，张煌就一马当先的从船上跳了下来，顺手拨开几只歪歪扭扭斜射过来的弓箭，随即带着他那三百人的部下冲着宋军树在江边的水寨就杀奔了过去，是的，张弘范是说自己将亲率千人袭取殊金沙，那么选取的军兵中自然不可能少了部分用来做炮灰的新附军，而张煌部又算是新附军里战力较强的，不选他又能选谁呢。
“鞑子上岸了。”虽然宋军早就看到元军的舟船，然而宋军的精锐早就在丁家洲一战中丧失殆尽，现在这些把守殊金沙的不过是些厢军和禁兵（注：南宋末年，禁军和厢军一样是砖充工匠杂役之用的），根本没有战斗经验的他们，虽然拥有一些八牛弩、突火枪之类的装备，但漫无目标的发射连元军的皮都没有伤到。“大家快逃啊。”现在看到元军的舰船靠上水寨边了，这些心无斗志的杂役们顿时丢下手中的兵器一哄而散，只剩下几个将领面面相觑。“大人，咱们也快逃吧。”
就这样，等张煌冲到水寨城门口的时候，眼前除了一地的军械之外只有几个来不及逃跑的小兵蹲在地上瑟瑟发抖。张煌看到此情此景也不禁摇了摇头，随手点了一个部下。“去向万户大人报告，宋军已经不战而溃了！”
战争进行到这个程度，宋军不单单丧失的是斗志，而且战术僵化。是日，除了张弘范部全取上游要地殊金沙外，宋军就眼睁睁的看着刘琛所部在怀都的掩护下切断了自己的后路。至此，宋军已经陷入三面包围之中。
七月初二，阿术居中，亲率选强健善射者干人，乘巨舰分两翼夹射。董文炳率水师自焦山南麓，攻宋军右翼；万户刘国杰（注：女真人）攻左翼；万户忽剌出单刀直入猛攻宋军水师中央。正当双方激战正酣的时候张弘范部也顺流而下加入战局，顿时让宋军陷于苦战。
是役，元军小型战船机动灵活，横冲直撞，宋军殊死奋战，但舰大连舟难以行动，两翼元军交射火箭，烧得宋船帆蓬俱焚，烟焰蔽江。激战半日，宋军大乱，前军多坠水中溺死，后军见势争相逃遁，溃不成军。元军乘胜追至焦山，获黄鹄、白鹞等船七百余艘。南宋长江防线由此彻底崩溃，临安危在旦夕。
焦山战役的后半段因为主要是水军交战，所以作为陆师的张煌部并未参战，因此尽管张弘范因为焦山之战的战功受获“拔都”的封号和亳州万户（注：驻地万户的地位高于行军万户），但张煌部最终却只是赏了一顿酒肉而已。不过，接下来张煌部开始忙碌起来。他先是随张弘范部一路南下，突破浙北要隘独松关攻取了宋军放弃的湖州、嘉兴、安吉、德清等地与中路伯颜所部、右翼董文炳会师，随后又随伯颜主力迫近临安。
面对元军的咄咄逼人，南宋也试图向元朝提出媾和请求，但为时已晚。如果宋军声势浩大，也许元军会考虑媾和，正所谓能战者方能和。但此时南宋的战争机器实在已经荒唐到了极点，担任水军提督的是陆军将领张世杰，负责陆军的是水军将领刘师勇，所以议和之事，伯颜根本不予考虑。“钱氏献土、李氏出降，全是汝国之法，汝国得天下于小儿，如今应当失于小儿，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，两湖全境落到了元军之手。正当文天祥被临危受命为签书枢密院事的同时，伯颜的大军也已经屯兵布阵于临安东北的皋亭山麓，而此时临安的守军与全国而来的勤王军队相加也不过三万余人，宋廷在慈元殿举行的宣麻礼（注：唐宋册封王爵、拜相时用白麻纸书写策文）时出席典礼的文班官员也只剩下六人，临安城里已经是一片末日来临的气氛了。
局势已经到了最后的关头，文天祥、张世杰等人主张三宫（注：太皇太后谢氏、皇太后全氏、幼帝赵显）迁往海上，但身为首相的陈宜中不同意。秉持国政的谢太后在万念俱灰，命令监察御史杨应奎向伯颜送去了宋室的传国玉玺。
当晚，首相陈宜中弃城逃亡温州。
临安即将献城，主张继续抗战的将领纷纷安排转移，张世杰、刘师勇各自率兵登船，逃亡海外，驸马都尉杨慎护送益王赵昰、信王赵昺、杨淑妃（注：益王生母）和秀王赵与梓逃亡江西婺州。
“乱点连声杀六更，荧荧庭燎待天明。侍臣已写归降表，臣妾佥名谢道清。”
德祐二年二月初五，南宋百官聚集在大内祥曦殿向元朝大臣献上了降表。
三月初，伯颜以胜利者的身份进入临安，第二天除了卧病在床的谢太后外，宋帝赵显与全太后、福王赵与芮、沂王赵乃猷、度宗生母隆国夫人黄氏等一干俘虏被押送北方。不过，到了八月，谢太后也连同病床一起被迁往大都。
按照后世某些赞成民族融合的史学家的论点，以降表和献玺为标志，宋王朝到了德祐二年（公元1276年）便灭亡了，此后的三年间，残存的宋政权不过是在海上彷徨、以游击战抵抗的流亡政权而已，不过，这个论点南宋的军民显然是不会同意的。
在两淮、在江南、在闽广、在四川等地，宋朝的军民们还在顽强抵抗着。就在德祐帝赵显（恭宗）被掳往大都的同时，度宗庶长子益王赵昰被张世杰、陈宜中、陆秀夫、陈文龙推、文天祥等文臣武将戴成为了天下兵马都元帅，随即又在福州即位为帝，改元景炎，继续领导大宋军民开展反元卫国战争。
既然残余的宋军不肯就此投降，那战争依旧要持续下去，六月，进入两湖的元军南下攻克广州，九月又分兵进入两广、福建，分别攻克建宁府、邵武军，兵逼福州，与此同时，从临安南下的元军主力也进入江西、福建，对福州形成了包围。
不过此时的张煌并未随着元军主力南下，原因很是简单，浙东一带发生了“叛乱”，张弘范部遂被留下来镇压当地的民众起义，张煌自然也就名列其中了。