至元十二年（南宋德祐元年，1275年）十一月初九，伯颜一声令下，元军兵分三路，自建康、江阴、镇江出师，直趋临安。
进抵临安前，元军连续打了两场硬仗。
一场是在常州。伯颜三月入建康之初，宋常州守将便献城降元，两个月后宋将刘师勇率军里应外合，收复常州。十余天后，元军来攻，掀开了长达半年之久的常州保卫战之帷幕。十一月十六日，伯颜来到久攻不下的常州，亲督帐前亲军攻城，至十八日，伯颜亲军率先登城，竖伯颜之红旗于城头，元军将士气大振：“丞相登矣！”
常州遂城破，除了单骑破包围而出的刘师勇，守城军士几乎全部战死，无一投降，其中还包括500名僧兵。一位藏在死尸下的妇人，看见有六名宋军背靠背相互倚靠，杀伤元军近百人后方力竭战死。伯颜恼羞成怒，违背了他对忽必烈的“不嗜杀”诺言下令屠城，据说全城只有藏于桥下的七人幸免于难。
另一场是在潭州（今湖南长沙）。潭州保卫战从九月底一直打到十二月底，潭州守将李芾以区区数千老弱残兵，亲冒矢石，“人犹饮血乘城殊死战”，死伤枕藉，整整挡住了元军三个月。
《宋史·李芾传》记载除夕当夜，元军破城，李芾见事不可为，召全家十九人齐聚熊湘阁上，又命人积薪于楼下，吩咐部下沈忠说：“我已力竭，当死于今日，我全家也不能忍受被俘之辱，你把他们都杀了，再来杀我。”沈忠伏地叩头推辞，李芾严命他照办，沈忠只得恸哭应允，取酒给李芾全家畅饮，待喝醉后一一杀死，李芾也引颈受刃。随后沈忠纵火烧阁，回家亦杀死妻儿，再至李芾殉国处大哭一场，自刎身亡。潭州民众听闻后，也纷纷效仿举家自尽，“城无虚井，缢林木者累累相比”。
临安西北面本有一险要关隘唤作独松关，也就是廉希贤蒙古使团被守将张濡误杀之处。张濡出身显贵，为清河郡王、南宋中兴四将之一的张俊四世孙。十一月二十二日，张濡见元军叩关，竟不顾劝阻，强行带兵出关迎敌，不多时便全军溃散，张濡突围而走，为追兵所擒。张濡勇则勇矣，但无论是杀使还是出关野战，都可见此人是自不量力之辈。
常州与独松关一失，临安再次上演了百官竞相宵遁之热潮，甚至连礼部尚书王应麟与左丞相留梦炎也乘夜逃跑，太皇太后两次召还，他们都置若罔闻。
德祐元年（元至元十二年，1275年）十二月，元军即将兵临城下，宋廷此时出现了两派势同水火的言论。
一派是以张世杰与文天祥为代表的主战派。此时临安城守军再加各地而来的勤王军，总计有十余万人，文、张二人就此提出了背城决战计划：“今两淮坚壁不降，闽、广尚全域在手，王师与北军血战，万一得捷，则倾两淮之兵以截断其后路，则国事尚有可为。”
以此时的元宋实力对比来看，这个计划自然没有多少成功的可能性，但所谓末世的勇气，本多是知其不可为而为之。
主和派的代表是陈宜中，背后可能还有缺乏“君王死社稷”觉悟的太皇太后谢道清。对于张世杰、文天祥的决战计划，陈宜中明确予以拒绝，太皇太后也降诏“以王师务宜持重为说”，加以制止。
为了和谈，宋廷还上演了一出闹剧。当时有一则传言说，伯颜看上了一名叫赵孟桂的南宋女子，纳其为次妻。谢道清闻之大喜，派使臣带着金帛送给赵孟桂，请她帮助促成和议。很快，赵孟桂有了回音，高深莫测地回奏了四个字：“和议将成。”谢道清又派人送金帛给赵孟桂，还附上一封言语谦恭的诏书：“敕孟桂，吾老矣，不幸遭家多难，嗣君在疚……尚赖尔委曲赞助，速成议和，以慰老怀。”但从此音讯全无。几年后，有人见到了赵孟桂，她说自己从未被伯颜纳妾，也并未得到过朝廷颁赐的金帛，更没有见到什么手诏。至此真相大白，“盖奸人乘危造为此说，以骗脱朝廷金帛耳”。
这一荒唐无稽的骗局记于《宋史》之中。周密在《癸辛杂识》中浩叹：
问探不明，有类儿戏，国安得不亡哉！
十二月初五，柳岳奉陈宜中之命，带着国书去无锡乞和于伯颜。
柳岳见到伯颜，垂泣而言：“太皇太后年迈，皇上年幼，又值国丧之际；自古礼不伐丧，希望贵国怜悯我国，班师回朝，从此我们岂敢不每年进贡，修好于贵国？今日事情发展到这般地步，都是奸臣贾似道失信误国。”
伯颜不为所动：“我朝皇帝即位之初，派遣使者持国书前来修好，你们拘留我朝使者十六年，所以要兴师问罪。最近又无故杀害我朝使者廉希贤，这又是谁的过错？如想让我军停止进攻，你们是想效法吴越国王钱俶纳土归顺，还是仿效南唐国主李煜奉表出降？”
伯颜还扔下一句充满因果报应意味的话：
尔宋昔得天下于小儿之手，今亦失于小儿之手，盖天道也，不必多言。
伯颜此言直指当年宋太祖赵匡胤发动陈桥兵变，黄袍加身，从八岁的后周小皇帝柴宗训手中夺取帝位。
后世有人写诗喟叹：
当日陈桥驿里时，欺他寡妇与孤儿。
谁知三百余年后，寡妇孤儿亦被欺。
拒绝求和之后，伯颜进军平江府，守军不战而降，元军于十二月十一日占领平江。
见柳岳求和不成，十二月十七日，陈宜中又派宗正少卿陆秀夫、兵部侍郎吕师孟等人赴平江伯颜军中，表示宋帝愿尊忽必烈为伯父，世修子侄之礼，每年献银二十五万两，帛二十五万匹，这些与当年秦桧签订的“绍兴和议”完全一样。伯颜不允，宋使再退一步，提出改称侄孙亦可，伯颜再拒。二十四日，陈宜中又派柳岳前往大都，直接向忽必烈乞和。
德祐二年（元至元十三年，1276年）正月初二，陆秀夫一行回到临安，向宋廷汇报伯颜拒绝以伯侄之称议和的噩耗。太皇太后谢道清决心再让一步，向忽必烈称臣，上大元皇帝尊号曰“仁明神武皇帝”，但希望能够保留原有的国土，即所谓“乞存境土以奉烝尝”。
这一次，一向主和的陈宜中却坚决反对，除了出于公心，他可能也惧怕留下秦桧式的千古骂名。据《续资治通鉴·宋纪》，面对陈宜中的责难，太皇太后涕泣以对：“苟存社稷，称臣，非所较也。”
陈宜中的替代方案是迁都。不到一年前，贾似道力倡迁都，陈宜中是此议的最激烈反对者，为此还不惜杀掉了替贾似道催促迁都的殿帅韩震。彼时，陈宜中反对迁都的最大原因恐怕不是出于政见，而是为了刻意与贾似道划清界限。
时移世易，陈宜中率领群臣入宫，向太皇太后请求迁都。谢道清开始并不同意，却架不住陈宜中的痛哭流涕，这才勉强答应。太皇太后随即命人整理行装，给百官发放路费，只等陈宜中通知即可出发。岂料，谢道清一直等到傍晚，仍不见陈宜中的踪影，原来陈宜中计划的是第二天启程，但在仓促之间，忘了约定具体时间，拖累太皇太后与皇帝白等。
谢道清本来就不愿离开临安，现在更认定陈宜中和群臣在欺骗她，大怒：“吾初不欲迁，而大臣数以为请，顾欺我耶！”于是摘下簪珥摔在地上，气冲冲地回到宫中，群臣求见也闭门不见。
在谢道清存在感并不突出的政治生涯中，反迁都可能是她最为醒目且一以贯之的政见。从宋理宗末年忽必烈南征开始，这已经是谢道清第三次站出来反迁都了，并且次次都发挥了近乎决定性的作用。而谢道清之所以反对迁都，可能也只是出于极其朴素的原因——“以安人心”。
这也使得，谢道清唯一可能离开临安的方式，就是亡国。
当陈宜中忙着与太皇太后博弈迁都时，伯颜大军仍在一路南下，于正月初三占领嘉兴。眼见战局日趋恶化，太皇太后又抗拒迁都，陈宜中只得改变初衷，转而支持太皇太后的意见，同意向忽必烈称臣纳贡。陈宜中还与伯颜约定，在余杭县长安镇（今浙江海宁西）面议和谈事宜。
伯颜素来对和谈意兴阑珊，唯一感兴趣的就是让南宋君臣早日请降。他之所以还愿意与南宋使节频繁互动，原因不外乎两个：其一，伯颜深知忽必烈对和谈的热情，与南宋使节保持接触也算是一种必要的对上的政治姿态；其二，伯颜担心宋室南逃，乃至漂流海上，和谈也是一种对宋廷特别是对太皇太后的“心理按摩”，让他们不至铤而走险。
伯颜最忌惮的就是宋室逃海，为此，他密令东路军统帅董文炳率水军自海路登陆盐官（今浙江海宁西南），力图堵住宋室自海路南迁之通道。为了避免过分刺激临安，影响所谓的促降宋室全局，董文炳没有强攻盐官城，“县去临安不百里，声势相及，临安约降已有成言，吾轻杀一人，则害大计，况屠一县耶”，而是再三派人入城劝降，直到宋军终于放下武器。
万事俱备，正月十六，伯颜如约至长安镇，而事到临头，陈宜中出于对伯颜随行大军的恐惧，可能也因为张世杰与文天祥的抵制，总之他失约了。
张世杰和文天祥再次提出了“背城一战”的计划，先移“三宫”（即太皇太后、皇太后、皇帝）入海，以策万全，他们两人再率军与元军在临安决死一战。张世杰和文天祥固然披肝沥胆，但他们可能完全没料到，元军已完成了对临安出海通道的封堵，“移三宫入海”在军事上已无可行性。
毫无意外，太皇太后谢道清和陈宜中也再次否决了背城决战计划，但接受了文天祥的另外一项重大提议：让宋度宗长子赵昰、三子赵昺先行南迁。正月十七日，宋帝封赵昰为益王，判福州、福建安抚大使；封赵昺为广王，判泉州兼南外宗正事，并相继在陆秀夫等人的护送下，自陆路向温州方向播迁。
正月十八日，元军三路大军会师于距临安仅三十里的皋亭山，元军游骑已经出没于临安城下，伯颜三路合击临安的战略部署最后完成，“在蒙军史上，攻临安之役思虑最精、动武最少，伯颜不仅协调三支大军分别进兵以确保其会师于皋亭山，而且对诸军严加约束”。
当晚，智穷力竭的宋廷决意降元，遣知临安府贾余庆、监察御史杨应奎与宗室保康军承宣使赵尹甫等人赴皋亭山，向伯颜献上传国玉玺与降表，降表用语极谦恭：
大宋国主，谨百拜奉表于大元仁明神武皇帝陛下：臣昨尝遣侍郎柳岳、正言洪雷震捧表驰诣阙庭，敬伸卑悃，伏计已彻圣听。臣眇焉幼冲，遭家多难。权奸似道，背盟误国，臣不及知，至勤兴师问罪，宗社阽危，生灵可念。臣与太皇日夕忧惧，非不欲迁辟以求两全，实以百万生民之命寄臣之身，今天命有归，臣将焉往？惟是世传之镇宝，不敢爱惜，谨奉太皇命戒，痛自贬损，削帝号，以两浙、福建、江东西、湖南北、二广、四川见在州郡，谨悉奉上圣朝，为宗社生灵祈哀请命。欲望圣慈垂哀，祖母太后耄及，卧病数载，臣茕茕在疚，情有足矜，不忍臣祖宗三百年宗社遽至殒绝，曲赐裁处，特与存全，大元皇帝再生之德，则赵氏子孙世世有赖，不敢弭忘。
降表最关键的信息是：宋帝自削帝号，称大宋国主，“不忍臣祖宗三百年宗社遽至殒绝”。也就是说，南宋还幻想着保留政权实体，哪怕是如高丽一样作为半独立的藩属国依附于元朝。
但伯颜并不想接受南宋任何“有条件投降”，或者说，他唯一可以接受的条件就是保全宋室子孙、不杀降，而就连这一点也不过是遵照忽必烈的郑重嘱托。
伯颜未必知道赵匡胤的名言“卧榻之侧，岂容他人鼾睡”，但他的行为举止却与宋太祖面对南唐请和使臣时的霸道强横有几分神似。
伯颜还有一点不悦，他嫌弃南宋纳降使臣官衔过低，要求南宋丞相出城，再议降事。
但伯颜不清楚的是，十八日当晚，陈宜中就已逃之夭夭了。舆论自然可以就此攻讦陈宜中畏敌如虎、临阵脱逃，甚至毫无担当，但若以这个时段的士大夫“平均道德水平”来看，陈宜中个人既没有投降，更没有以请降条件为筹码借机在新朝捞取高位，已经强于大多数南宋高官了。没有多少人有资格批判陈宜中。
第二天，正月十九日，张世杰、刘师勇等将领听说陈宜中遁逃，朝廷准备不战而降，也匆忙率部离开临安。伯颜听说后，派精骑五千追击陈宜中等人，无功而返。
这一天，元军进至临安北郊十五里处。伯颜一边保持进军，一边等着南宋丞相出城请降。
陈宜中宵遁了，谢道清在无人可用中想到了文天祥：十九日晨，升任文天祥为枢密使，中午再拜为右丞相、都督诸路军马。太皇太后的意图昭然若揭，现在文天祥可以作为丞相出城求和了。
文天祥接受了求和这个屈辱却又高风险的使命，但坚辞右丞相一职，于是宋廷改命贾余庆为右丞相。
二十日，宋廷派出了以文天祥、左丞相吴坚、右丞相贾余庆为首的使团，赴伯颜军中请和。文天祥在《指南录·后序》中记录了当时的心路历程：
时北兵已迫修门外，战、守、迁皆不及施。缙绅大夫士萃于左丞相府，莫知计所出。会使辙交驰，北邀当国者相见，众谓予一行为可以纾祸。国事至此，予不得爱身；意北亦尚可以口舌动也。初，奉使往来，无留北者，予更欲一觇北，归而求救国之策。于是辞相印不拜，翌日，以资政殿学士行。
文天祥并不认为自己是去请降的，甚至幻想劝服伯颜退兵。《续资治通鉴·宋纪》记载了两人这次言辞锋利的辩论：
天祥见巴延（伯颜）于明因寺，因说巴延曰：“本朝承帝王正统，衣冠礼乐之所在，北朝将以为与国乎？抑将毁其社稷也？”巴延以北诏为辞，言社稷必不动，百姓必不杀。天祥曰：“北朝若以欲为与国，请退兵平江或嘉兴，然后议岁币与金帛犒师，北朝全兵以还，策之上也。若欲毁其宗庙，则淮、浙、闽、广，尚多未下，利钝未可知，兵连祸结，必自此始。”巴延语渐不逊，天祥曰：“我南朝状元、宰相，但欠一死报国，刀锯鼎镬，非所惧也。”巴延辞屈，诸将相顾动色。巴延见天祥举动不常，疑有异志，留之军中，遣坚等还。天祥怒，数请归曰：“我此来为两国大事，何故留我？”巴延曰：“勿怒。君为宋大臣，责任非轻，今日之事，正当与我共之。”
舌战当晚，文天祥余怒未消，在元军营中赋诗言志，题为《纪事》：
三宫九庙事方危，狼子心肠未可知。
若使无人折狂虏，东南那个是男儿。
从对话看，文天祥似乎占了上风，伯颜是理屈词穷的一方。但更真实的情形是，伯颜因文天祥“举动不常”，将他扣留于军营，不放归临安。