端平二年，大蒙古国哈剌和林城（今蒙古国后杭爱省厄尔得尼召市）万安宫竣工，这是蒙古人第一座城市，也就成为首都。定都后窝阔台汗分派王子率兵向西域、高丽和南宋发起全面进攻。其中，分三路攻宋，王子阔端率西路军攻四川，王子阔出率中路军攻湖北，宗王口温不花率东路军攻江淮。中路军率先进攻唐州，被贬为京湖制置副使的全子才不支逃离，所幸京湖制置使赵范率军赶到击败蒙军，稳定了局势。蒙军继续进攻枣阳，就在这里，孟宗政曾让金军“士马折耗十不一存”，导致了金国的全面崩溃。蒙军初时进攻枣阳也遭到顽强抵抗，直到十月才攻下这座小城。之后中路军分两路，阔出自率军攻襄阳，太师国王塔思攻郢州（今湖北钟祥）。郢州曾是战国时期楚国国都，濒临汉水，地势非常险要，宋军有很多水军驻扎协防，城池也很高大。塔思令制造木筏，遣汶上达鲁花赤（相当于殖民地总督）刘拔都儿率死士500强攻，宋军江陵统制李复明率兵迎战将蒙军击退。但宋军战船稍有接近对岸，蒙古骑射手就如迅雷般奔出，箭如雨下，李复明战殁，宋军损失惨重。
但蒙军仍然无法攻克郢州坚城，塔思大肆劫掠一番后退兵。阔出一路进围襄阳，史载赵范用人不当，襄阳守将王旻、李伯洲等日夜宴饮，不理军政，蒙军到来则焚烧城郭仓库投降，无数积存物资尽归蒙古，赵范也因此被降职。但事实上阔出自端平二年十月便开始进攻襄阳，次年二月，窝阔台汗专门派兵增援，三月才攻克。这数月间肯定进行了非常激烈的战斗，蒙军肯定遭到重创以致需要再派援军，阔出也很可能受了重伤，所以才会在数月后无故死于军中。现存史料似乎隐瞒了这些战斗，而王旻等将虽然最终投降，但既然能在危难之际受命镇守襄阳，如果说是不务正业的庸才，也不太符合情理。攻取襄阳后，阔出军继续南下，连续攻克荆门等重镇，进逼江陵（今湖北荆沙）。十月，中路军主帅阔出王子突然薨于军中，蒙军以特穆耳岱继为统帅，继续进攻。知江陵府李复光战殁，同时西路军也攻克成都。理宗这时才后悔端平入洛的轻率，下罪己诏，宰相乔行简、郑清之也引咎辞职，又起复在端平入洛行动中抗命而被罢为虚职的史嵩之、孟珙。孟珙立即率军赴援江陵。
孟珙的兵力比敌军少得多，但他巧令部将张顺变换旗帜和服装，在江上循环往来，至夜则用火炬沿江照亮数十里。蒙军以为宋军大举来援，心怀悸怖。孟珙趁机进攻，连破24砦，夺回被掳人民二万余。中路战场形势立变，蒙军撤离。孟珙在首次与蒙军的正面交锋中便以少胜多，大获全胜，日后成长为宋军抗蒙的旗帜性人物。东路军由宗王口温不花率领，攻城进展不大，只顾大肆劫掠，后窝阔台汗以察罕代之。察罕到后立即进攻真州，蒙军首先尝试突破城上火炮和弓弩的交叉火力网，损失相当惨重，知真州丘岳趁机带兵出战，射杀蒙军主将一人。丘岳知道双方兵力十倍悬殊，不能力敌，于是在城外设下三重伏兵，待蒙军重新来攻，伏兵和城头炮火同时发起，大败蒙军。丘岳又派勇士焚烧蒙军营帐，第二天，东路军攻势收场。而真正的激战还在西路战场。阔端王子率西路军从凤州出发，进取四川，任前金军巩昌总帅汪世显为先锋，攻沔（miǎn）州（今陕西略阳）。知沔州高稼认为必须留守沔州，以牵制蒙军。四川制置使赵彦呐同意他的意见，却没有派兵增援。
最后蒙军大举围攻沔州，高稼战殁。赵彦呐急忙派兵屯守川陕交界的青野原，此时曹友闻出场了。曹友闻是宋初名将曹彬的十二世孙，生年不详，宝庆二年（1226年）进士，累官至武德大夫、左骁卫大将军、利州驻紥御前诸军都统制。曹友闻听说宋军在青野原被围，立即单骑夜入，与守将张维动员民兵奋战，竟然将蒙军击退，制置司做了一面“满身胆”的军旗给他。曹友闻又散尽家财，募集了5000忠义民兵，蒙军反复来攻，均被曹友闻击退。汪世显分兵进攻大安军（治所在兴元府），曹友闻分遣摧锋军统制王资、踏白军统制白再兴速趋鸡冠隘（今陕西宁强鸡冠山），左军统制王进据阳平关（宁强西北）。刚刚安排好，数万蒙军突然出现在阳平关。曹友闻亲率帐军、背嵬军奋力迎战，左右驰射，将蒙军击退。曹友闻对部下说：“敌军必然立即回攻鸡冠隘，应该马上救援。”果然大队蒙军攻向鸡冠隘，曹友闻采用骑兵居中、步兵张两翼的阵型，激战蒙军。关内的王资、白再兴也趁势杀出。两军血战许久，喋血十余里，最终蒙军不支退去。
曹友闻晋升眉州防御使，两个弟弟曹万（据曹氏家谱记载应该叫曹友万）、曹友谅也升为总管。宋军退保仙人关，准备迎接蒙军的新一轮攻势。端平三年九月，经过一段时间休整，阔端王子签发党项、女真、回回、吐蕃、渤海军五十余万重新来攻，欲将四川一举**平。蒙军如洪流般冲过汉中平原，进逼兴元府。赵彦呐令曹友闻率军守住大安军兴元府，以保四川入口。但曹友闻的意见和殉国的高稼一样，认为应该加强对沔州的支援，便可使蒙军不敢轻易进入四川，而汉中平原正是蒙军施展骑兵优势之处，应该主动放弃。赵彦呐可能是因为高稼败于沔州在前，而且兴元府确实也是重镇，没有接受这个意见，坚决要求据守兴元府。曹友闻无奈，只好进驻兴元府。他认为以寡敌众，必须夜出内外夹击，于是制定作战方案，让曹万、曹友谅在城头立满旗帜，以示坚守，自选精锐万余趁夜渡江，择地设伏，约定曹万先在城下与敌接战，举烽火则伏兵杀出。果然蒙军大至，曹万背城列阵，八都鲁、达海率万余人先攻。曹万率军浴血奋战，身中数创，令举烽火。
曹友闻指挥伏兵尽出，分别攻击蒙军前、中、后队，自率精兵3000疾驰至关下。曹友闻先遣保捷军统领刘虎率500敢死队冲击蒙军前阵，但没有成功。曹友闻又在路旁设伏，准备等天黑与城内部队夹击敌军。然而天不襄助，这时居然下起了大雨，“淖泞深没足”。诸将都请等雨稍停再出击，但曹友闻道：“敌人已经知道我们在此设伏，稍缓就失去战机了。”于是拥兵齐进，曹万在城内听到，半夜出兵来合，宋军殊死血战，血流20里。当时川军多以棉裘代替铁甲，因为蒙军骑射手的主要武器是轻弓，棉裘不但轻便而且防箭效果很好，但现在被雨水浸透就既不能防箭也不能防刃。第二天，蒙军以铁骑四面围定，曹友闻仰天长叹：“此殆天乎！吾有死而已。”牵来座马杀死，以示必死决心，宋军将士也无不气血激昂，怒吼着冲向敌军。最后万余宋军全部阵亡，史料没有记载杀伤敌军的数量，但相信要远远超过损失。汪世显素来景仰曹友闻，虽是手下败将，却专门盛礼祭奠，而宋廷特赠龙图阁学士、大中大夫，谥毅节，立褒忠庙。宗王宗哥穆直率偏师走当年邓艾偷渡阴平的路线，沿西路险山进军。
由于宋军不备，蒙军顺利攻破阶州，但在文州（今甘肃文县）遭到激烈抵抗。知州刘锐、通判赵汝曏率军民七千余人，坚守75天，蒙军始终无法攻克。宗哥穆直听说阔端已经攻破仙人关，连忙分兵会攻成都。成都之战现存史料基本都没有记载，只说蒙军先攻破成都，后听说中路军阔出王子薨于军中于是又撤离。但这种说法显然是站不住脚的。即便是中路军自己也没有因为阔出之死而停止进军，是遭孟珙击败后才撤离的，西路军更不可能因为另一路军主帅的死而主动放弃攻势。蒙军应该是在进攻成都时遭受较大损失而败离的。回军路上，蒙军会攻文州小城，刘锐继续坚守，蒙军仍然没有办法。但前一年因为丢失沔州被贬在文州的前兴元都统陈昱偷跑出城降敌，尽告虚实，蒙军断绝上游水源，终于攻破。刘锐举家自尽，赵汝曏被捕后也被残忍杀害。曹家将的先辈曹彬、曹玮生在宋军很强盛的时代，立下无数战功，而他们的后人生于宋祚将倾之际，依然挺身血战，虽战败却无比壮烈。曹家将的最后一战，曹友闻杀座马赴战死，与罗马帝国伟大的奴隶起义领袖斯巴达克斯选择了相同的结束方式，为曹家将的300年光辉荣耀画上了最后一道血色的休止符。