1259年，忽必烈继承汗位。1271年，他把都城迁到燕京，改名大都，正式建国号为“元”，他打败自己的反对者，巩固了自己的统治地位后，又派兵进攻南宋，准备最后灭亡南宋。
1274年，元军经过五年围城战，最后攻下了南宋的门户襄樊。不久，宋度宗病死，由四岁的宋恭帝即位，元朝趁幼主不懂事，南宋朝廷上下不同心之时发兵二十万，由左丞相伯颜率领，兵分几路，进攻南宋的首都临安。
元军一路所向披靡，攻无不克，一直打到临安附近。宋恭帝的祖母太皇太后急忙下诏，命令各地起兵到京城“勤王”，解救皇帝的危急。可是，来勤王的只有文天祥、张世杰等人。
文天祥，当时担任江西安抚副使兼赣州（现在的江西省赣州市）知州。他接到勤王的诏书后，立即招兵一万人马，连夜赶到临安。由于当时朝廷已是风雨飘摇，根本已无款项可拨，文天祥就变卖家产以作军费，自己过俭朴的生活。当时有人劝他说：“如今元军大兵压境，你用新招募的民兵去迎战，就好像是把羊投进一群狼里面，不是白白送死吗？”文天祥回答说：“我也知道事实确实是这样。但是，国家有难，每个人都有责任，我不能不管，所以我只有这么做，希望能使天下的忠臣义士都起来勤王，只有这样，我们才能免遭外族凌辱。”
当文天祥、张世杰等人带兵到临安的时候，南宋的右丞相陈宜中正在向元求和。谢太后还承诺，只要元军退兵，南宋皇帝可以向元朝皇帝称侄或侄孙。元军首领伯颜不答应。谢太后又表示愿意向元朝称臣，伯颜这才答应进一步商谈。文天祥、张世杰坚决反对投降，要求太后、皇帝暂时到东南沿海去躲避，由他们同元兵决一死战，可是右丞相陈宜中却力主求和，并以皇帝的名义假造了降书，还将传国玉玺交给了伯颜。伯颜要陈宜中亲自来谈投降的事，陈宜中非常害怕，连夜逃跑了。张世杰知道后，看情势危急，决定再招募一些士兵。
谢太后见陈宜中逃走，只好任命文天祥为右丞相，派他去议和。文天祥正想借机一探元军虚实。在元营，文天祥大骂伯颜，结果被伯颜扣留。1276年三月，伯颜带兵进入临安，俘虏了谢太后、恭帝和文武百官，把他们一块儿押往北方。
文天祥在元军押送途中，乘他们不备，逃到福州。与陆秀夫、张世杰等人在福州拥立恭帝的异母哥哥、九岁的赵做皇帝，就是宋端宗。文天祥整顿军队，先收复了浙江，随后又从福建经广东东部，带兵进入江西后，同江西的抗元队伍联合，共同打击元军。在他们的英勇抗击之后，元军大败。于是，元世祖立即派大批骑兵，加强对江西的进攻，同时出兵袭击文天祥在兴国的大营。文天祥没想到元军这么快就会反攻，仓猝应战，结果被打败，他的妻子被元军俘虏。文天祥带兵撤退，一路上损失惨重，最后退到了南岭。
1278年，赵病死，他的弟弟赵做了皇帝。文天祥又带兵到广东潮阳抗元。不久，张弘范率领元军赶到潮阳。由于张弘范突然对宋军发动攻击，文天祥毫无准备，兵败五坡岭，文天祥不幸被俘。张弘范劝文天祥投降，遭到拒绝，又强迫他写信劝张世杰投降，也被他拒绝了。张弘范把文天祥押到船上，送往大都。船经过零丁洋时，文天祥悲愤万分，写下了著名的《过零丁洋》，其中“人生自古谁无死，留取丹心照汗青！”表明他视死如归、决不投降的决心。
在大都，忽必烈多次派人来劝他投降，他都拒绝了。一天，忽必烈亲自召见他。文天祥见了忽必烈，昂首挺胸，不肯下拜。忽必烈说：“如果你能归顺我，我就让你做宰相。如果你不愿意做宰相，当枢密院使也可。”可文天祥却回答说：“除了死，我什么都不要。”忽必烈只好又命令把他带回牢房。文天祥在狱中又写了著名的长诗《正气歌》。
文天祥在大都被关四年，始终不肯屈服。1283年，文天祥被元朝统治者杀害了，当时只有四十七岁。文天祥虽然牺牲了，但是他“富贵不能淫，威武不能屈”的精神，和他充满正气的诗篇，却激励着一代代人的爱国主义热情。