Но решительные действия начались в 1258 году — хан Мунке начал широкомасштабное наступление. Китайская армия была разгромлена, но многие города оказывали ожесточенное сопротивление. В 1259 году умер Мункэ, и монголы отступили. Смерть Мункэ и последовавший за этим кризис преемственности побудили Хулагу вывести большую часть монгольских сил с Ближнего Востока, где они были готовы сражаться с египетскими мамлюками (которые победили оставшихся монголов в Айн-Джалуте). Хотя Хулагу был в союзе с Хубилаем, его силы не смогли помочь в штурме против Сун, из-за войны Хулагу с Золотой Ордой. Однако наследник Мункэ Хубилай поставил завоевание Сун своей основной задачей. Хубилай готовился к захвату Эчжоу, но незавершенная гражданская война с его братом Ариг-Бугой — конкурентом-претендентом на монгольское ханство — вынудила Хублая отступить на север с большей частью своих сил. В отсутствие Хубилая канцлер Цзя Сыдао приказал силам Сун нанести немедленный удар и успешно отбросить монгольские войска на северные берега Янцзы . Были незначительные пограничные стычки до 1265 года, когда Хубилай выиграл важное сражение в Сычуани. Он в 1267 году выступил в поход, но его армия оказалась скована героической обороной городов Сянъян и Фаньчэн, затянувшейся на пять лет. С 1268 по 1273 год Хубилай блокировал реку Янцзы своим флотом и осадил Сянъян, последнее препятствие на пути вторжения в богатый бассейн реки Янцзы. Хубилай официально объявил о создании государства Юань в 1271 году. В 1275 г. был взят и уничтожен г. Чанжоу (в Цзянсу), осажден Янчжоу. В 1275 году силы Сун из 130 000 военнослужащих при канцлере Цзя Сыдао были побеждены недавно назначенным главнокомандующим Хубилаем, генералом Баяном у Динцзячжоу, на следующий год пал Линьань. К 1276 году большая часть территории Сун была захвачена войсками Юань, включая столицу Линьань. В 1279 году остатки сунского флота были уничтожены в Яйшане, и к 1280 году империя Юань захватила все китайские земли.