元军攻下长江天险后，分东西中三路向南大举进攻，势如破竹，大有一夜间要把宋廷灭掉之势。而宋军因为没有朝廷的统一指挥调遣，如一盘散沙，有的不战而降，有的元军未到主帅便弃城逃走，鄂州、岳州、黄州、开州、蕲州……先后被攻陷，江淮大片领土尽归元朝所有。
阿术乘机以迅雷之势包围扬州。
扬州守将李庭芝、姜才是元军的老对头，阿术并不陌生。六年前，他和刘整率军围困襄、樊，他苦心经营三四年，好不容易才将汉江封锁牢固。没料想这个李庭芝，竟以一支招募而成的乡兵，一夜之间，突破了他们的封锁线，救援成功。虽然自己没有和他正面交手，但在南宋众多将领中，给他印象最深的，正是这个李庭芝。
阿术一面派人劝降，一面加紧进攻扬州。但李庭芝不为所动，两次斩杀元使，以表其志。看看不能劝降，强攻又不奏效，阿术在城外筑起长围，想通过实行长久围困，使其粮尽援绝而不攻自破。
由于元军进军神速，李庭芝等刚到扬州就被包围，根本没有什么战略储备。不久，扬州城中粮食已尽，死者满道。到德祐二年（1276年）二月，情况更加糟糕，人们几日未沾一粒米，只得竞相去食人肉。
宋将张世杰知道扬州困境，立刻召集驻军常州的和州（今安徽和县）防御使刘师勇和驻军真州的孙虎臣，商讨合兵救援扬州一事，三支部队有战舰数万艘，兵力达十万多人，合兵全力救援扬州，大军齐集于焦山。
焦山地处江苏丹徒县的东面，耸峙于江心，山峰高耸，峨崖峭壁，天堑幽深，气势磅礴，在碧波万顷之中，犹为“中流砥柱”、“镇江之石”。
险要的地势一下子吸引住了张世杰。本朝英雄韩世忠曾率领官兵数千人，驻扎于此，凭借险要，以少胜多，大败金兵。如今自己也肩负同样的使命，豪迈之情油然而生。
“这真是天险呀！”
当他从心底发出这样一声惊叹之后，便马上浮出一个念头：这焦山靠近元军主力所在的建康、扬州，也是元军进军临安的必经之路。阻击元军西进，接应扬州李庭芝，就该在这里摆下战阵，迎击元军。我们何不效仿韩世忠元帅，也在此牵制元军呢？
张世杰想长江天险阻挡不住元军虎狼之师，现在有此天险，再加上我这数万战舰，挡住长于陆上作战的元军，应该不成问题。主意一定，他便与刘师勇和孙虎臣商议：驻扎此地，联合常州张彦响应扬州，并接应李庭芝突围，三军会合后，与元军决战。
怎样才能发挥战舰的作用，阻挡住元军的铁蹄？
张世杰又想起了郢州保卫战中的成功做法，即用树桩、铁链封锁江面的经验。阿术的水兵，就是葬送在那些树桩和铁链之间的。如今是浩瀚的长江，深不见底，浩瀚无边，当然无法在这里栽树桩、拉铁链。不过，总会有封锁的办法。在他的有限的水战经验中，他想起了更早的襄、樊之战，那次是在汉江，阿术用铁链将战船相连，横在江心，非常成功地将我大宋的援军阻住了。为什么我不能用其人之道，还治其人之身？
“对！”想到了办法，张世杰满面红光，显得有些激动，“我们就‘以其人之道，还治其人之身’，勾连各船，形成堡垒！”
孙虎臣一看张世杰拿定了主意，便疑惑地问：“张将军有何妙计可以退敌？”
张世杰说道：“要阻挡住敌军的进攻，水面不比陆上，敌人没有炮，那我们便可趁机建一道不可逾越的战阵。如果我们十只大船为一组，用铁索连接在一起，形成一座巨大的水上堡垒，以方阵的形式，组成强有力的抗击力量，那么威力就会远远高于单只船了。然后，在舰垒上多派军士，多装炮石弓矢，进可攻，退可守，敌军战船就是有天大的本事，也休想从这样的堡垒通过。”
孙虎臣献媚地称赞道：“好计！好计！非张大帅想不出这样高明的战法来！”
刘师勇提醒说：“可是，一旦敌人火攻，我们该如何对付？”
张世杰不屑地说道：“我们威力强大，敌军休想靠近我们。退一步讲，即使他们靠近我们，我们也不怕！为什么我没有把全部的战船连接，而是十只一组，原因即在于此。他烧毁了我一组战舰，我们还有其他战舰补上去。现在时近七月，长江风平浪静，他们又不是诸葛亮，借不来东风，怎能施以火攻？刘将军过虑了，哈哈！”
“当然，”他顿了顿，继续说道：“为了保险起见，我们还要多备‘白鹞子’（一种便于机动的小船），环拱于船阵周围，一作防守，另作追击敌船之用。以前我军将士一旦遇袭，很多人不以国家利益为上，只顾逃命，结果我大宋丢失大片国土，以致到此境地。今应晓谕全军，严明军纪，船锚江中，御敌中流，没有命令，任何一方不得启碇，违令者，斩！”
看到张世杰如此胸有成竹，刘师勇也不好再说什么。于是，宋军便全力按照张世杰的计划行事。
布阵完工之后，三位将军齐聚在居中的指挥舰船上，昂首四望，但见辽阔浩淼的江面上，整齐地列着堡垒似的战船方阵，无边无涯，如同在焦山畔又屹立了一座攻之不破的新城。张世杰十分满意地说道：“现在该赶快跟李庭芝大人联络了。我们跟阿术率领的元军展开战斗，他们就可以冲出城来夹击元军。”
宋军十万战船聚集焦山的消息，传到正在围攻扬州的阿术那里时，阿术着实吓了一跳。他在安置好对扬州的筑围工程后，便马上带着张弘范、董文炳等几个重要将领，快马驰骋到长江边，登上了南岸石公山（今江苏镇江东北）观察。只见滔滔碧浪之中，有万千的舰只相连，浩浩荡荡，不见其首，也不见终端，船上各色旗帜迎风招展，场面蔚为壮观。
看到如此的阵势，众将都愁眉不展。如此以来，元军不仅围困扬州将面临他们的骚扰，将被迫分兵与之抗衡，而且伯颜元帅要攻克临安，这就是首先要面临的一道不可逾越的障碍！
不行，一定要想办法打掉这个堡垒！
几位将军站在石公山上，注视着江中，脑子却在紧张思索着……
“敌军以铁索连舰，不便机动，宜实施火攻！”参知政事董文炳说。
“对！想当年赤壁一战，周瑜火烧连营七百里，大败曹操百万雄师，今天我们就用火攻来对付张世杰这小子！”张弘范说。
“那个孙虎臣还没吃够我军火攻的苦头？竟又犯这种过错。”阿术哈哈笑道，“不过，这一次不像上一次，一方面他们舰船高大，不是整体相连，而是每十只为一组，这样就有机动性；另一方面大船前有小船环拱护卫，要想实施火攻，我们也应注意方法策略。”
“那我们就用火箭、喷火器，向敌人的中间射击，一旦中间的船只着火，外面有其他船只阻挡，他们便无法机动，只有挨烧的份了。”张弘范说道，“我们应多备油脂、柴草、芒硝等引火物资，到时便可派上用场。”
察明了敌情，阿术他们又回到了大营，调兵遣将，准备火烧张世杰。
“万户怀都听令！”
“末将在！”
“命你带两万步骑沿江布阵，严防宋军登岸袭击！”
“遵命！”
“万户刘琛听令！”
“末将在！”
“命你循江南岸东取夹滩（焦山东北），绕到宋军后面，切断宋军退路。”
接着便安排董文炳率水师自焦山南麓攻宋军右翼；万户刘国杰攻左翼；万户忽剌出攻其中部；要求他们多备引火物资，多用火箭攻击，点燃敌舰中部，让其丧失机动性。在战略上先两翼，后中间，阻断敌人逃跑的去路。
最后，阿术命令道：“张弘范听令！”
“末将在！”
“令你率兵一千人乘舟西攻殊金沙（今镇江西北），自上游顺风急进，循焦山北麓待敌，控制上游江路，一旦敌军溃退，便趁机向他们猛攻。”
最后，他进一步强调：“为了保证火攻的胜利，各军要秘密备足火船、火炮、火箭、柴草、芒硝等引火之物。严令全军保守秘密，泄密者斩！”
这是一个极晴朗的暑夏之夜，江风习习，繁星满天。宋军水兵涌在甲板上乘凉，他们三五成群，有的在谈论着战局，有的在构想着未来。湍急的江水向下涌动，却听不到一丝声音，平静的江面倒映着满天的星斗，仿佛是洒了金，抛了银。
突然，前哨来报，发现敌船。消息很快便传到了张世杰的耳中。张世杰忙带领众将走上甲板，遥看敌船奔来的方向。
“好啊！”张世杰跃跃欲试，“我早就等着他呢，来吧！”转身问守将，“有多少只船？”
“看不清楚，不过从火光来看，也就是几百只……”
“报，下游也发现敌人船只！”
“好，他们想两面夹击。哈哈！传我命令，让刘师勇和孙虎臣他们摆开阵势，给我狠狠地打。”
“报！我军正前方也发现敌船！”
“都来吧！一块收拾，派出联络的人回来了没有？”
“报，还没有。”
“好！那就不指望他们了。我命令，全体进入作战位置，严阵以待，前方护卫船只先行出动，给我狠狠地打！”
待命令传到前沿方阵时，那船队越来越近了。没等宋军来得及进行战斗，突然从那船队上射来束束火球，如同满天的流星，越过前沿，一齐向方阵中间落去，一下子点燃了帆蓬，接着就引燃了旗子和木板。战船都是用木板涂抹石蜡造成，盛夏七月，经过一天的暴晒，都成了焦干的木片，如今干柴遇上了烈火，那还不熊熊地燃烧起来？加上阵阵的江风，风助火势，只一会儿工夫，中间的方阵就成了一片火海。可是由于周围的舰队的阻挡，这些船又都是用铁链串连在一起的，个大船宽，根本无法机动，靠上谁，便也顺风点燃了谁。瞬间，整个方阵、整个舰队都燃起了熊熊的火焰，一时烟焰蔽江，烈焰腾空，成了一片火海。
趁宋军忙于机动、救火，元军主力舰群在阿术的指挥下，凶猛地扑向舰队的中部。而由刘国杰、董文炳指挥的部队，则从两翼横杀过来。在元军火烧和四面夹攻的情况下，宋军战船连分散逃走的机会也没有。许多水兵被元军砍死，没有被砍死的也纷纷跳江，溺死在江中。
当早晨的第一缕阳光又洒上江面时，阿术和众将士站在指挥舰上欣赏着仍在燃烧的宋船。晨曦中，江水的雾气和着刺鼻的焦糊味、血腥味，让人喘不过气来；江面上，横七竖八地躺满了尸体，赤潮般的血水染红了奔流的长江。张世杰只身逃至圌山，元军张弘范率军直追，获黄鹄、白鹞等船700余艘。
此战，以张世杰水师的全部覆灭而落下了帷幕。这场战役中，元军水陆协同作战，战术运用得当，用两面夹攻、突破中央的方法，把过去蒙古骑兵的惯用战法用于水战，并施以火攻，大败宋水军，致宋长江防线彻底崩溃，长江天险失去了屏障作用，临安危在旦夕。