襄樊之戰景定二年（1261年），劉整由宋降蒙，不久即被四川安撫制置使俞興與四川安撫使呂文德迫逐出瀘州（今屬四川）。他在京湖與四川兩大戰場輾轉馳騁數十年，對雙方攻防得失最有發言權，因而在蒙古滅宋的決策中發揮了至關重要的作用。
鹹淳三年（1267年），蒙古用劉整之計，賄賂鎮守鄂州（今湖北武昌）的京湖制置使呂文德，讓他同意在樊城外設立榷場。蒙古軍進而藉口防止榷場貨物被盜，在沿漢水白河口、新城、鹿門山等地築壘置堡，通過外通互市、內築堡壘的手法，在襄樊城外埋下了釘子，截斷了襄樊的供給線。
接著，劉整向忽必烈建議：消滅南宋，統一全國，正當其時。針對蒙古此前把戰略進攻的重點放在四川的偏頗，他極有戰略眼光的提議：集中兵力進攻扼踞漢水中游的襄陽和樊城，然後由漢入江，直下臨安。
忽必烈採納這一戰略，徵調十萬兵馬，任命蒙將阿術為征南都元帥，與劉整負責攻取襄樊。王夫之有一段分析，有助於衡估這一決策的軍事地理價值：“江東之險在楚，楚之險在江與漢之上流。恃大江者非所恃，棄上流者棄其所依。”
襄陽、樊城夾漢水對峙，城堅水深，城內儲糧可供十年之需，兩城間的長江江面立以巨木，聯以鐵索，上架浮橋，連通兩城。守將就是呂文德之弟、京西安撫副使呂文煥。他向其兄報告蒙軍將攻襄樊，呂文德壓根兒沒往心上去。劉整與阿術深知蒙古軍以精騎見長，水戰遠不敵宋軍，因而造戰艦五千艘，練水軍七萬人，即便雨日不能實戰操練，也畫地為船模擬練兵。
鹹淳四年，蒙古軍正式進圍襄陽與樊城，宋元戰爭史上最激烈持久的襄樊之戰揭開序幕。次年三月，宋京湖都統張世傑在與包圍樊城的蒙軍作戰中失利而退。七月，沿江制置副使夏貴奉命率水師馳援襄陽，在虎尾洲被阿術擊敗。呂文德之婿、殿前副都指揮使范文虎前來支援夏貴，也為所敗，另駕輕舟才得逃生。呂文德在這年歲末疽發去世，臨死深以襄樊城外置榷場為一大失策，長嘆曰：“誤國家者，我也！”
鹹淳六年，李庭芝接任京湖安撫制置使，把督師解圍視為當務之急。范文虎致書賈似道，表示自己將兵數萬就能解圍，但希望不聽命於制置司，成功後就能歸功太師。賈似道就讓范文虎獨領一軍，從中制肘。
李庭芝欲進兵，范文虎卻整日擊球飲宴，推託說正在取旨。兩將不合，各領其軍，大大削弱了宋軍合力抗元的力量。歲末，蒙古軍在萬山築城，在灌子灘立柵，斷絕襄樊向西與向東的水上通道，使襄樊成為糧援不繼的孤城。
鹹淳七年，忽必烈建立元朝，改元至元，後世稱其元世祖。他同時下令四川、兩淮元軍分別出兵，牽制與阻撓南宋軍隊援救襄樊。六月，范文虎率水師十萬往解襄樊之圍，在襄樊東南鹿門被夾江而陣的元軍擊敗，他趁夜色逃遁，宋軍損失戰艦百餘艘，傷亡不計其數。
鹹淳八年，元軍圍困襄陽已經五年。守將呂文煥竭力據守，城中糧食尚有，但食鹽、布匹短缺。李庭芝將帥司移至郢州（今湖北鍾祥），以便就近救援襄樊。他招募了三千敢死隊，派民兵領袖張順、張貴統領戰船百艘，以三舟聯為一舫，中間一舟載鹽布，左右兩舟空其底而有三十名士兵作掩護。
張順號竹園張，張貴號矮張，出發前，二張發令說：“此行有死而已。如非本心，即可退去，別壞了大事！”人人感奮爭先。夜漏三刻，起錨出發，以紅燈為號，張貴領先，張順殿後，乘風破浪，直衝重圍。
元軍戰艦密布江面，張順等持巨斧，斷鐵索，轉戰一百二十里，所向披靡。黎明，援軍抵達襄陽城下，送來了食鹽與布匹等補給，守軍士氣大增。檢點將士，獨缺張順，數日之後，其屍溯流而上，身重四槍六箭，猶被甲執弓，怒氣鬱勃一如生時。
張貴率部入援襄陽，呂文煥留其守城，張貴募二士回郢州向范文虎繼續求援，回來報告范文虎擬發兵五千。張貴仗著驍勇，由原路殺回郢州，準備帶領援兵趕赴襄陽。儘管元軍封鎖嚴密，張貴放炮發舟，乘夜順流，破圍突進，元軍望風披靡。殺出險境，到龍尾洲，遙望下流戰艦隱約，張貴以為郢州援軍前來，便舉流星火接頭，迫近才發現都是元軍戰艦。
原來，范文虎派出的援兵因風雨狂暴，退避三十里，失約不至；元軍獲得情報，反以逸待勞，就等著張貴進入包圍圈。張貴出乎意外，拚死力戰，身中數十創，終因寡不敵眾而被俘。他寧死不降，元軍將其殺死，抬到襄陽城下，說：“認識矮張嗎？這個就是！”守城宋軍一片哭聲。援襄努力，至此徹底失敗。
在李庭芝建議下，度宗派人攜帶詔書、金印入元，進封劉整為盧龍節度使、燕郡王，企圖讓劉整不為元朝所用。但劉整自陳清白，元世祖忽必烈也用人不疑，南宋實施離間計的企圖落了空。
鹹淳九年正月，元軍兵分五路，向樊城發起總攻。這時，回回人亦思馬因製成能發巨石的回回炮，剛運抵襄樊元軍大營。阿里海牙架起回回炮，轟破樊城外郭。
元軍統帥阿術聽從部將張弘范的建議，派人用鐵鋸截斷襄陽、樊城之間江中的木柱，焚毀架於其上的浮橋，切斷了兩城間的聯繫。樊城成為孤城，在被圍四年以後終被攻破。
守將范天順仰嘆“生為宋臣，死為宋鬼”，在守地自殺。另一守將牛富率死士巷戰，渴飲血水，轉戰而進，殺敵無數，最後身負重傷，投火而死。
元軍號稱百萬，圍困襄樊數年，賈似道前期卻向朝廷封鎖訊息。有一次，度宗說起襄陽已經被圍三年，賈似道謊稱蒙古軍已退，
襄樊之戰襄樊危在旦夕，軍民拆屋為薪，以紙為衣，呂文煥每次巡城必南望慟哭，一再向朝廷告急。賈似道假惺惺上書要求上前線，暗地裡卻讓台諫上章挽留自己，說是朝廷大事離不開他。
樊城失陷，告急再至朝廷，有人建議勇將高達可援襄陽。賈似道視高達為異己，在打算法中整過他，便說：“用高達，那呂文煥怎么辦？”呂文煥聽說高達要來，便將截獲元軍哨兵那樣屁大的事說成大捷，以阻止高達的到來，毫無同胞成陣之心。
二月，元將阿里海牙再以回回炮轟襄陽，一炮擊中譙樓，聲震如驚雷，諸將多越城降元。阿里海牙親至城下招降，呂文煥勢窮援絕，遂與其折箭為誓，獻城出降。
至此，長達六年之久的襄樊之戰宣告結束，元軍取得了宋蒙戰爭以來空前未有的勝利，牢牢掌握了通向長江中下游的管鑰。對元軍說來，襄樊之戰表明其水上作戰與攻堅作戰的能力都大為提高，軍事實力已明顯超過南宋，宋蒙戰爭前一時期的抗衡均勢已被打破，蒙古已占據了絕對的優勢。
賈似道對襄樊之戰掉以輕心，如果他在圍城前期就調動全國力量，全力救援，局勢或許不至於此。而從其入相以前歷任京湖、兩淮制帥的才績看，他並不是沒有這一方面的才能。但此一時彼一時，如今他只想在臨安西湖的葛嶺私第里過安樂日子。襄陽失守，賈似道竟還在度宗面前賣乖：“如果陛下早點允許我上前線，事情也不至於如此。”但如今對於戰局，對於南宋王朝，對於賈似道本人，都是大勢已去了。
