時荊湖、淮西各建行省。史天澤建言：號令不一，或致敗事。忽必烈乃詔改淮西行省為行樞密院。
史天澤此時已經病入膏肓，無力從軍，只得因病離職；並表請專任伯顏，忽必烈乃以伯顏領河南等路行中書省，所屬並聽節制。
史天澤不久便病逝於真定。這是後話。
且說元軍陛辭出征之際，忽必烈面囑伯顏道：“昔曹彬以不嗜殺平江南，汝甚體朕心，為吾曹彬可也。”蓋以宋初平江南的大將曹彬為範例，教伯顏勿濫殺以降低滅宋代價並爭取宋人民心耳。同時面授先取襄樊、實施中間突破、沿漢入江、直取臨安的滅宋方略。
伯顏銜命，率大軍起程，直奔襄樊。
伯顏等不日抵襄陽與前方將帥阿術、阿裡海牙會合後，此時年方三十八歲的伯顏騎馬仗劍，看著自己麾下的虎狼之師盔明甲亮、旌旗獵獵，不免躊躇滿志。
按照蒙古的作戰慣例，伯顏將全軍分三道並進，命招討使翟文彬領兵一萬由西石路老鴉山趣荊南府，千戶唆都領兵一萬由東路棗陽掠司空山，以圖分散宋軍的注意力，策應和配合主力作戰。伯顏本人與阿術等統率中軍，包括步、騎、炮兵和水師的二十萬大軍，號稱“百萬之師”；此時大宋降將呂文煥因頗得元世祖忽必烈垂青，乃獻計攻郢州，伯顏遂以萬戶武秀為中軍前鋒，自襄陽順漢水入長江，並沿江南下浩浩蕩蕩地向東南挺進。
武秀率元軍前鋒首趨漢江中下游的郢州，不巧途遇大雨暴襲導致前方洪水為患，竟至無舟不能渡；頓令行軍艱難，只得停滯不前。
大軍陸續抵達郢州，盡皆止步。
伯顏見大軍擁堵，惟恐不利，於是手指大江，不屑道：“吾且飛渡大江，而憚此潢潦耶！”乃命一壯士，背負甲仗，冒雨驅騎前導，指揮大軍次第前行。
此時元軍急欲攻克郢州，不想郢州依山傍水，易守難攻，更兼宋軍早有準備、嚴陣以待：宋黃州武定諸軍都統制張世傑聽聞元軍來攻，早在此處夾漢水構築堡壘，將漢水西南邊的新郢州和漢水東北邊的舊郢州連結了起來，以沿江九郡精銳數萬人攜炮弩固守其中。江中又多橫鐵索、遍植木石，阻扼元軍舟師近前；同時排列戰艦千餘艘、出動水軍萬餘名扼守江面，欲恃江為固，決一死戰。
元軍被阻鹽山，距郢州二十裡安營紮寨。監戰謁只裡自告奮勇，領數騎潛往前線偵察；不巧遭遇宋軍小隊巡騎，奮勇殺上前來。元軍部卒急退不疊，誰知一馬受驚，那部卒不慎墜馬被俘。謁只裡見狀大怒，單騎揮戈沖入宋軍。那謁只裡素來英勇無敵，當下奮力救出部卒，並殺獲宋軍四人；結果驚動宋軍大部，只得匆忙退出。
萬戶阿剌罕率軍欲破新郢州南門堡，被張世傑力戰擊退；而郢州舊城卻全部以巨石建成，矢石皆不能近，無法強攻。
伯顏遣使招降被拒，一度一籌莫展。
這時，伯顏獲悉下流黃家灣堡，堡西有溝渠，深闊數丈。南通藤湖，至江僅數裡，趁淋雨水漲，可拖船入湖，轉而入漢江。伯顏深知用兵緩急，忖道：“元軍此次出師旨在滅宋，況且攻城乃兵家下計；大兵之用，豈為此一城哉！既然郢州非旦夕可下，何不捨郢經黃家灣、藤湖迂迴而進呢？！”於是一面耀兵郢州，圍而不攻，一面暗遣總管李庭、劉國傑攻拔黃家灣堡；繼而遣兵修治平江堰，破竹為席鋪地，拖船蕩舟，由藤湖迂迴入漢。諸將不解，請曰：“郢城，我之喉襟，不取，恐為後患。”伯顏曰：“本帥自有分寸，慎勿疑慮”。
元軍終於成功地越過了入宋的第一道屏障。於是大軍迅速向前推進，伯顏、阿術親率不足百騎殿後。行至泉子湖，宋郢州副都統趙文義、範興聞訊，率兩千精騎來追。伯顏、阿術急忙回師迎擊：知印百家奴突入宋陣抵死拼殺，身受數創；伯顏、阿術奮力與宋軍搏戰。伯顏甚至親自入陣，仗手中劍斬趙文義，俘殺範興，斃宋軍五百人，俘數十人，隨即揚長而去。
元軍一路南下，路經沙洋堡、新城一帶。伯顏遣斷事官楊仁風前去宋營招降，那楊仁風原為呂文煥大哥呂文德的部將，與時任沙洋堡守將王虎臣本是同僚；此時王虎臣見之，甚為不屑、大罵不止，不肯與之對話。伯顏遂又遣一降將持黃榜和檄文，帶上趙文義人頭入城招降。宋守將王虎臣、王大用斬使焚黃榜，堅壁不降。時宋裨將傅益畏元軍威勢，悄悄地帶親信水軍十七人乘船降元，繼而又有其手下七艘戰船次第降元。王虎臣等乃將原傅益手下欲降而未及者全部處死。雙方相持至日暮，伯顏潛命新軍萬戶忙兀臺架設巨炮十二座，準備攻城。
開戰之前，伯顏複命參知政事呂文煥親至城下招諭，城上又不應。伯顏遂命諸軍四面同時發起強攻。知印百家奴立雲梯於東角樓，登城力攻，奪得宋軍旗幟、弓矢、衣甲若幹；新軍萬戶忙兀臺也豎雲梯登城，焚宋軍樓櫓，拔羊角壩；易州等處管軍總把鞏信，率勇士五十人，潛入宋營之後，暗中縱火焚寨，以致宋軍大亂。日暮，北風驟起，伯顏命炮水手元帥張榮等人順風發金汁炮，焚其廬舍無數，頓時只見熊熊大火、煙焰燎天，城中房舍焚燒幾盡，沙洋卒被攻破。守將王虎臣、王大用等四人寡不敵眾，被忙兀臺俘獲，其餘全部被屠。
沙洋堡南五裡為新城，由善於守城且頗得人心的京湖制置帳前都統邊居誼戍守。元軍既克沙洋堡，乃由此進至新城。呂文煥以為如此小堡，可不攻而破，乃遣人招降。邊居誼斷然拒絕招降，親率舟師拒戰。伯顏命萬戶帖木兒、史弼列沙洋所斬人頭於城下進行恫懾，並縛王虎臣、王大用至城下喊話勸降，邊居誼仍拒不出降。元軍又射黃榜和檄文入城中，邊居誼佯邀呂文煥面談。次日，呂文煥單騎馳至城下；宋軍見了，一陣梆子響，霎時伏弩亂發。呂文煥大驚回馬，卻哪裡來得及？頓時身中三箭，墜落馬下，幾為宋軍鈎獲；幸虧元軍早有防備，登時搶上前來挾救，倉皇奔還。
元軍見新城難以驟克，乃布兵圍困，且每日招降。不出數日，城中糧缺；宋守城總制黃順越城出降。伯顏授其招討使職，令至城下再次招降，邊居誼誓以死守。黃順乃呼城上守軍，其部曲欲縋城出降，被邊居誼截獲斬殺。次日，宋軍副都統制任寧也出降。伯顏見招降效果不大，乃改變計策，督軍先行佔據周圍堡寨，然後全力攻城。同時宣令：降者悉免，拒戰者皆斬。邊居誼仍不為其威脅所動，率軍以火具、弓弩頑強抵抗，奮力擊退呂文煥所部的進攻；卻被元軍總管李庭攻破新城外堡，豎雲梯，蟻附而上。邊居誼見勢危急，遂以家資盡散將士，並親自往來督戰；拒戰至傍晚，元軍破侵漢樓，樓火延綿，毀及民居。邊居誼自度力不能支，乃還宅第，拔劍自刎而不死，遂毅然赴火。邊居誼所部三千人，除黃順、任寧出降留得賤命外，餘皆盡力戰死，或悉為元軍所屠。於是新城陷落。
