襄、樊陷落后，忽必烈采纳将、臣建策，增兵十万，乘胜大举攻宋。但是，在用谁作为灭宋总指挥却是一个难题。伐宋是一场大战争，选好领兵大元帅是取胜的关键。安童是木华黎的孙子，十三岁就任怯薛长，十八岁任中书右丞相。伯颜，是开国功臣阿拉黑的孙子，生长于伊利汗国，以深略善断著称，后来在任旭烈兀使者时，被忽必烈赏识，留作侍臣，与谋国事，先后任中书左丞相，后迁中书右丞，此时任同知枢密院事。
安、伯二人都在三十岁上下，年富力强，精力旺盛。难得的是，二人都虑事周密，处事稳妥。斟酌再三，忽必烈还是决定让伯颜为伐宋最高统帅。命驻蜀元军进攻两川要地，以阻宋军东援；命合丹、刘整行淮西枢密院，博罗欢为淮东都元帅，分别进攻两淮，牵制宋军，配合主力攻宋；命荆湖行省左丞相伯颜、平章政事阿术率军二十万，自襄阳顺汉水入长江，直取临安。并告诫伯颜勿妄杀，以争取人心。
九月，伯颜点水、步、骑兵二十万，分兵三路攻宋。伯颜居中路，与副帅阿术率主力沿汉水南进，向南宋展开了全面进攻。襄、樊陷落之后，郢州都指挥张世杰早做好了准备。他叠石为城，并一再加固，又在汉江之南另立新城，中横铁索锁住战舰，在汉水中密植大量的木桩、鹿寨，加以炮、弩防守，整个城防固若金汤。
伯颜大军攻打到郢州，见郢州城防严密，虽几次攻打，都无效果。于是，就在当地农人的指点下，绕道郢州下游的黄家湾，趁沟宽水深的西沟渠淋雨水涨，命士兵修治平江堰，破竹为席，铺设地面，合众拖船入藤湖（今湖北钟祥东南），迂回入汉，占领沙洋。而后，竟然搁置郢州不打，兵锋转而向东，直指阳逻堡。此举避坚城不攻，迅速南进，进一步打乱了宋军的防御部署。
伯颜大军到达阳逻堡，一看宋军早有防备，只得驻扎。伯颜与阿术、阿里海牙等一面围坐在地图前，研究着对策，一面派出本地军士，遍访长江沿岸老船工、老舵手，询问他们适合过江地点。
有一老船工入帐说道：“其实，过江不用非走阳逻堡，还有一处地方，那就是阳逻堡西面的沙芜口。你们可以过沦河，越过一片湖区，转至沙芜口过江。”
伯颜重赏了老船工，立刻派出密探沿老船工指点的路线侦察。很快，派去的侦探回来报告，说是沙芜口也有重兵把守。但较之阳逻堡，地形并不十分险要，防守力量也弱多了。
阿术十分犹豫：“沙芜口邻近阳逻堡，一旦沙芜口守备坚固，攻之不下，阳逻堡又出兵相援，我军就会进退两难。”
阿里海牙说道：“相对来说，还是沙芜口利于我军作战，但是如何牵制阳逻堡的敌军，使之不能出援呢？”
史天泽说道：“汉朝有个班超，采用声东击西战术，以少胜多，大败莎车和龟兹。兵法曰‘将欲西而示之以东’，我们若能派出重兵攻打汉阳，扬言从此过江，敌必不敢出援，甚至还要沙芜口之敌出援汉阳，此时若再攻打，便可一举拿下。”
伯颜大喜，立刻命阿里海牙率主力部队包围汉阳，自己亲自指挥攻打汉口。一路上元军大造声势，声称坚决拿下汉口。而此沙芜口兵力空虚，伯颜派精兵一举拿下沙芜口。拿下沙芜口，伯颜立刻下令军士从汉水下游开坝导水，接通沦河下游水域。十万大军一夜就打通水道，元军舟师得以由此进入长江。伯颜于是解汉阳围，带大军赶赴沦河湾口，战舰千艘、步骑数十万，陈兵长江北岸。至此，元军下一个目标就是如何过江。还是先拿下阳逻堡。伯颜先遣人招降，但被守将王达严词拒绝。伯颜只好攻打，怎奈阳逻堡地形险要，城堡坚固，守将英勇，一连攻了三天，也没有攻下来。
看看无法硬攻，伯颜又打起了声东击西的主意。他把目光盯在了阳逻堡上游的一个叫青山矶的地方。于是，他又和阿术秘密商议。伯颜说：“夏贵以为我们必须攻下阳逻堡才能渡江。可是它坚而难攻，再攻下去，也是徒劳。茫茫千里江岸，为什么我们不来个避实就虚，另寻渡河点呢？”
阿术说道：“不知元帅计划从何地渡江？”伯颜用手在地图上指划着说：“你看这儿怎样？”阿术低着头，认真地看着长江南岸的这个小点，微微地点了点头。“此地位于阳逻堡上游，风高浪急，船逆行，夏贵必定不会想到我们从此渡江，那我们就偏在此渡江。将军可亲自率三千铁骑，坐船逆江而上，趁我主力与阳逻堡之敌交战，敌疏于防守之际，乘机由此渡江，占领青山矶，建立稳固桥头堡，然后想法架设浮桥，等待大部队过江。”
一个北风呼啸的寒冬腊月夜。阴沉沉的天空一点儿亮色也没有，凛冽的寒风中夹杂着细小的冰凌，吹得人们的手脸针刺一般痛。江上的水波汹涌，与风一起，推着船儿朝后退。幸亏有众多的将士，战船还是在暗夜和寒风的掩护下一点一点地顶风前行。天亮时分，军船陆续抵达了青山矶。
经过一夜的长途跋涉，元军体力消耗很多，再加上宋军以逸待劳，元军便渐渐不支。幸亏阿术带领后续部队及时赶到，他一面立刻投入战斗，一面让后续战船上的将士下船，连人带马泅渡长江，抢占滩头。
看到元军下到刺骨的江水中，岸上的守军连忙射箭。但是，由于大部队已经上船作战，这些守军根本阻挡不住元军猛烈的进攻。元军一到对岸，立刻跳上战马，以骑兵对步兵，宋军更是无力支撑，只得撒腿就跑，向鄂州逃去。
江中的宋军一看南岸被元军占领，恐受到夹击，便无心恋战，向下游退去。阿术也不追赶，乘机指挥船只抢滩上岸。上岸后，他一面派人报告伯颜强渡成功，一面下令架设浮桥，等待大部队过江。
伯颜闻讯大喜，立即指挥诸将猛攻阳逻堡，一面带领大部队快速行军，从青山矶过江。赴援的宋将夏贵听说元军已经渡江，大惊失色，急引手下军船三百艘率先遁逃，沿流东下，败回庐州。围攻阳逻堡的阿里海牙趁机加强进攻，先用炮猛烈轰击防守薄弱处，然后乘势入城。都统制王达和他率领的八千宋军，与元军进行殊死搏斗后，全部壮烈战死。
临安危在旦夕。此次战役，伯颜以声东击西之策，使元军进占沙芜口（今武汉汉阳东），屯驻江边。继而避实击虚，强渡长江成功，致宋长江防线彻底崩溃，长江天险失去了屏障作用。遂分割包围破阳逻堡、汉阳军，攻占鄂州，完成了灭宋战争的重大转折。