于是，张弘范荐李恒为自己的副手。至扬州后，张弘范发水陆精兵二万，分道南下。
元军舟师四至，从海道攻袭漳州、潮州、惠州等地，数败宋军，并最终在海丰生擒了文天祥。步军方面，元将李恒越过大庾岭，攻占广州。
节节失利之余，张世杰本人也从潮阳港乘舟入海，退保厓山。
张世杰手下有谋士相劝：“北兵以舟师堵塞海口，则我军进退失据，不如率先主动出击，占据海口要地。如果得胜，国之福也；如果不胜，犹可西走。”
张世杰思之良久，自忖宋军久漂海上，士卒离心，怕主动进攻失败后，会导致军卒立刻溃散，便表示：“频年航海，何时可已！今须与北军正面一决胜负！”
于是，他命人焚毁岸上所建数千间简易房屋，把千余艘大船结成一字阵，沉锚于海，中舻外舳，贯以大索，四周起楼栅如城堞状，奉宋帝居于舟中，以示必死之态，想和元军决战。
此前，宋军已被阿术纵火烧船而得惨败，张世杰不汲取教训，仍旧出此下策。真是天时人事，均使宋朝一步一步踏向覆亡深渊。
当然，张世杰已考虑到既是族弟又是敌将的张弘范发动火攻的可能，便命人在战舰外涂满厚厚一层湿泥。
1279年正月，元军统帅张弘范指挥元军进攻厓山。
厓山以北水浅，元军怕大舟搁浅，便从厓山以东转而南驶。他们进入大海后，从海口进薄宋军水城。同时，元军出奇兵，断绝宋军陆上的汲水之路。
由于宋军船大阵牢，元水军冲撞不成。张弘范于是派人在木柴上浇上膏油，乘风纵火。甭说，由于张世杰事先派人在各船外层涂泥，元军火攻并未得手。
猛攻不成功，张弘范派在自己军中任职的张世杰外甥三入宋营，劝降这位族兄。虽与张弘范同族，又有外甥相劝，张世杰仍旧凛然正气，对外甥说：“我知道，如果投降，不仅能保命，还能得享富贵荣华。但我已经立下誓愿，定以死报答宋恩，此志难移！”
见张世杰外甥说降不成，张弘范又逼迫被俘的文天祥写信招降。
文丞相不从，表示：“我不能捍卫父母社稷，却教人背叛父母社稷，绝对不可能！”
张弘范再三催迫，文天祥便当其面书写《过零丁洋诗》示之。张弘范读到“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”之句，不由得肃然起敬。
苦笑之余，他不再强求文天祥写招降书。
即使如此，张弘范仍多次派人向厓山宋军喊话：“汝陈丞相（陈宜中）已逃，文丞相（文天祥）已被执，汝等又欲何为！”
厓山士民皆不答，无一人叛降。
猛攻不成，张弘范命元水军封锁海口。由于汲水道绝，张世杰手下的宋军只得喝海水，皆困于呕泄，战斗力锐减。即使如此，张世杰仍率宋军与元兵日夜大战不已。
不久，元将李恒也将兵自广州来会，与张弘范一起合攻厓山之北。本来，元军诸将建议居高临下，发炮狂攻宋军水城。张弘范不同意，怕炮击后宋军散舟，浮海分逃，不能全歼。
李恒观察形势后，建议元军合力，与宋军水师正面对攻。
二月初六早晨，张弘范分元军诸将为四军，相距里许。张弘范与李恒自当一面，乘潮退之时，李恒一军自北而南，顺流乘舟直杀宋军水寨。
张世杰亲自率淮兵，拼死力战。
战至日中，潮水又涨，元军南面一军又乘流而进。
张世杰虽然腹背受敌，却拼死力战。
李恒虽勇，仍不能胜。
张弘范施计，命人以布障把其指挥大舰的四面遮蔽严实，又令船上将士伏盾埋伏，然后大奏音乐。张世杰误认为元军要休军聚宴，精神上稍稍有些懈怠。
宋军将士刚刚喘了口气，忽见张弘范的指挥舰冲击宋军左侧水寨山栏。
宋军齐发弩箭，全部射在了大船的布障上。
估计宋军箭矢已尽，张弘范下令撤去布障。埋伏的元兵矢石俱发，压制住宋军气势后，纷纷跳上宋军阵左最大的堡垒大舰，攻陷水寨一角。
元军诸将乘势，呼声震天，纷纷冲入水寨，杀人斩帆，不可遏制。
张世杰见状，知大势已去，便抽调精兵入中军保护皇帝。
见状，宋军诸军大溃，翟国秀等数位宋将解甲向元军投降。
时值薄暮时分，风雨昏雾四塞，咫尺不相辨。张世杰派军士划小船至小皇帝所在的大船，想接他向外逃走。陆秀夫恐为人所卖，又怕皇帝遭受俘辱，不肯让皇帝下船。
接应之人无奈，只得返回张世杰处复命。
张世杰无奈，率十余艘战船，保护杨太妃突围而去。
喊杀阵阵，烟火四溢，陆秀夫见少帝所居舟船甚大，诸舟环结，逃走难比登天。于是，他先驱自己的妻儿跳海。然后，他入船舱，把小皇帝抱上船头，叩头再拜，泣言道：“国事至此，陛下当为国死。德佑皇帝（宋恭帝）辱已甚，陛下不可再辱！”
小孩子惊惶，根本不明白周遭发生了什么事情。
哀号之余，陆秀夫把小皇帝背在身上，毅然纵身蹈海，上演了南宋王朝最悲壮的一幕。
至此，宋朝终于亡国。
七天之后，厓山一带海上浮尸十余万。元军乘船在尸堆中觅取财物，发现一小孩尸体，着黄色衣，肤色白皙，身上有玉玺。
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