德佑二年（1276年）正月，文天祥担任临安知府。
可随着蒙古铁骑逼近，临安府内人心惶惶，大批人试图逃离都城，尤其是朝廷大小官员。
元兵攻破潭州，宋将李市自杀。此时之前已经被元军围城三月有余，湖南各城听闻潭州沦陷，多有投降。伯颜行军至皋亭山（在杭州东北，临平镇西南）。而这个时候，文天祥由枢密使升为右丞相兼枢密使，作为使臣到元军中议和，与元军主帅伯颜争论。伯颜发怒拘捕了他，与其同左丞相吴坚、右丞相贾余庆等人向北行至镇江。文天祥与他的侍客杜渐等十二人，于夜间里逃入真州。
正月初五，宋朝廷派遣监察御史刘祒奉表于元军表示愿意称臣，表书所言宋朝廷愿意上大元皇帝尊号为仁明神武皇帝，每年缴纳银两以及绢布二十五万，请求保存疆土以奉祭祀祖先之礼；十八日，宋朝廷派遣监察御史杨应奎奉上国印玉玺投降；二月初五，率领百官在祥曦殿拜表，诏谕郡县投降，元朝使者进入临安府，封府库，收史馆、礼寺图书和百司印符、罢除了官府和侍卫军；不久之后，在上都，年幼的宋恭帝赵?被谢太后抱着朝见元世祖忽必烈，赵?受降为开府仪同三司、瀛国公。
此时文天祥已躲开了元军的追捕，写信给两个制置使，派遣使者四面联络。文天祥听说了年幼宋恭帝赵?已经被太后等人抱着去向元朝军投降了，面对大宋朝廷如此处境。
宋度宗赵禥的长子赵昰时年九岁，当时元军逼近临安的时候，赵昰已逃往婺州，被人藏于山中，后来到了温州。
文天祥听说益王赵昰未立为帝，于是上表劝赵昰登继皇帝之位。
五月初一之时，右丞相陈宜中、保康军节度使张世杰和朝臣陆秀夫等人在福州府拥立赵昰即皇帝位，改年号为景炎，册立其母杨淑妃为杨太妃，与赵罡一同听政，力图恢复宋朝。
十一月，在元军步步紧逼的追击之下，赵昰由大将张世杰护卫逃到泉州，后来又被迫逃往潮州。十二月，赵昰等人在广东惠州附近的海上流浪逃亡。
景炎二年（1277年）正月，元军攻入汀州，文天祥于是迁移漳州，请求入卫朝廷。赵时赏、赵孟溁也率兵归来，唯独吴浚的部队没有到。不久，吴浚向元朝军队投降，并且来游说文天祥。文天祥派人把吴浚捆绑了起来，将他吊死在城下。
四月，文天祥率军进入梅州，处死了专横跋扈的都统王福和钱汉英。
五月，文天祥迁出进入会昌（古称九州镇，今江西省赣州市下辖县）。六月，进入兴国县（江西省赣州市辖县）。
七月，派遣参谋张汴、监军赵时赏、赵孟溁等率领大军进逼赣城，邹洬率领赣州各县的军队攻取永丰，他的副官黎贵达率领吉州各县的士兵攻取泰和。吉州八县攻克复辟了一半，仅剩下赣州没有攻打下来。临洪各郡，都送钱财物资犒劳军队士兵。
潭州赵璠、张虎、张唐、熊桂、刘斗元、吴希奭、陈子全、王梦应在邵州、永州等地起兵，克复数县，抚州人何时诸人起兵响应文天祥。分宁、武宁、建昌三县豪杰都派人到军中接受调遣参战。
元军江南西路宣慰使李恒派遣士兵入援赣州，而自己率兵在兴国进攻文天祥的据点。
文天祥没有预料到李恒的兵突然攻至兴国，于是率兵撤退，靠近永丰的邹洬。邹洬的军队已在他的前面溃败，李恒于是穷追文天祥至方石岭。部将巩信坚守拒战，身中数箭而死。
文天祥到达空坑，士兵都被打败溃散，文天祥的妻妾子女都被抓住。赵时赏坐在轿子中，后面的元军询问他是谁，赵时赏说“我姓文”，众兵以为是文天祥，活捉了他返回军营，文天祥因此得以逃脱。彭震龙、张汴等死于军中，缪朝宗上吊自杀，赵时赏及吴文炳、林栋、刘洙、萧敬夫、萧焘夫等均被杀害。
文天祥召集残兵奔赴循州，驻扎于南岭。黎贵达密谋向元军投降，被擒杀。景炎三年（1278年）三月，文天祥进驻丽江浦。
景炎三年（1278年）三月，赵昰在逃亡的过程中，经历无数次惊吓和颠簸，于四月病死，年仅十一岁。
而赵昺被陆秀夫、张世杰于同月冈(冈、碙)州（今广东江门新会会城镇）拥立为帝，五月，改年号为“祥兴”，六月，迁到崖山（今广东省新会县南）。与此同时，南宋右丞相文天祥在五坡岭（广东海丰）被元军统帅张弘范的弟弟张弘正所俘，其统领的督军府从此瓦解。
六月，文天祥被押送到广东途中，经过澳门附近海面零丁洋。
祥兴二年(1279年)正月，元朝之将张弘范率水陆两路元军直趋崖山。崖山背山面海，地势险要，张世杰下令焚烧岛上行宫军屋，人马全部登船，然后依山面海，将一千多条战船排成长蛇阵，用绳束连接在一起，船的四周筑起城楼，船上涂上一层厚厚的湿泥，缚上一根根长木。将赵昺的座船安置在中间，诏示将士与舰船共存亡。
张弘范见宋军战船集结，行动不便，就先用小船装满柴草，浇上油，点火后乘风攻击宋水军。宋军船上的湿泥阻止了火势蔓延，长木又顶住了火船，使元军的火攻归于失败。张弘范又阻断了宋军的水源，封锁了海口。宋军士兵是饥渴交加，处境日益困难。张弘范派人劝降，被张世杰拒绝。
祥兴二年二月初六(1279年3月19日)，双方进行了最后的决战，张弘范分兵四路，发动猛攻。宋军正在拼命抵抗时，忽听得张弘范所在的指挥船上奏起了音乐。宋军以为这是元军将领在举行宴会，战斗就松懈了一下。不料此乐声其实是蒙古元军总攻的信号，张弘范的指挥船直扑而来，箭如暴雨。
元军在乱箭掩护下，夺走了宋军的战船七艘。各路元军又一齐猛扑过来，从中午到傍晚，海战进行得异常激烈。
忽然，张世杰见到一条宋船降下了旗帜，停止了抵抗，其他战船也降下旗帜，知道大势已去，急忙一面将精兵集中到中军，一面派出一只小船和十多名士兵去接帝昺前来，准备突围。
赵昺这时正由左丞相陆秀夫守护着，待在一艘大船上。小船来接赵昺，陆秀夫一是因为不知道这是真是假，二是因为担心赵昺如突围不成而被元军截获，坚决拒绝。他知道君臣都难以脱身了，就连忙跨上自己的座船，仗剑驱使自己的妻子投海自尽。然后换上朝服回到大船礼拜赵昺，哭着说:“陛下，国事一败涂地，陛下理应为国殉身。德佑皇帝当年被掳北上，已经使国家遭受了极大的耻辱，陛下万万不能再重蹈覆辙了。”
宋末帝赵昺闻言，则给吓得哭作一团。可过一会，这个八岁的小皇帝就不哭了，他看了看陆秀夫，又看着元军侵袭四面楚歌，咬了咬牙对陆秀夫说道：“朕宁死也不当亡国奴。”
陆秀夫听了赵昺之言，将黄金国玺系在腰间，背起赵昺奋身跃入大海，以身殉国。顷刻间君臣二人就沉没得无影无踪。其他船上的大臣、宫眷、将士听到这个噩耗，顿时哭声震天，几万人纷纷投海殉国。
张世杰率领水军余部突围而出来到海陵山脚下，不久，有人带来了陆秀夫背负赵昺共同殉国的噩耗。张世杰悲痛不已，此时，飓风再来，部下劝他上岸暂避。张世杰俯视着在风浪中飘摇的宋军残船，拒绝暂避。
张世杰绝望地回答:“无济于事了，还是与诸君共甘苦吧。”又说道:“我为赵氏，也算竭力了，一君身亡，复立一君，如今又亡，我在崖山没有殉身，是望元军退后，再立新君，然而，国事发展到如此地步，难道这是天意。”说完堕身入海，为国为民族尽忠殉国。南宋宣告灭亡。
时文天祥被押解至围崖山，不胜感慨，作诗《过零丁洋》。诗曰：
辛苦遭逢起一经，干戈寥落四周星。
山河破碎风飘絮，身世浮沉雨打萍。
惶恐滩头说惶恐，零丁洋里叹零丁。
人生自古谁无死？留取丹心照汗青。