二张援襄
1271年底，蒙古改国号大元。第二年，阿术、刘整等加紧了对襄樊的围攻。3月，元军对樊城发起猛攻，破外城，消灭守军两千余人，迫使宋军退至内城坚守。蒙古军增筑重围，进一步缩小包围圈，当时襄阳城内各类物资奇缺，军心浮动。
南宋京湖制置大使李庭芝受命增援襄阳，但范文虎不愿听其调遣，推脱军令。无奈之下，李庭芝招募民间勇士三千人，交由民兵将领张顺、张贵率领，并派人到襄阳西北清泥河的上游，造轻舟百艘。5月，汉水大涨。二张命将三艘轻舟组成一舫，中间船装载兵士及盐、布等物资，左右两船装上盖子作为掩饰。援襄前，张贵、张顺下令道：“这次行动必是死战，你们如果有谁不是自愿跟随，最好快点离开，不要妨碍我们的大事。”三千民兵人人振奋。
二张先将船只秘密集在襄阳西北的高头港，船上装备火枪、火炮、劲弩、大斧和木炭，结成方阵后突入元军重围。在磨洪滩，担任前锋的张贵率军猛攻，用床弩向敌舰发射火箭，用火枪、火炮猛轰元军。随后，民兵用炭火烧烤元军布设在水上的拦截铁索，等到铁索烧红后用大斧斩断。宋军一夜转战一百二十里，终于在凌晨抵达了襄阳码头。被困五年之久的襄阳军民见到援军和物资，无不欢欣鼓舞。此战张顺不幸牺牲，几天后襄阳守军在水中发现了他的尸体。张顺身中四枪六箭，仍然披甲执弓，怒目圆睁，保持着战死前一刻的姿态。襄阳军民将张顺厚葬并立庙祭祀这位英雄。
虽然得到了补给，但襄阳局势依旧严峻。张贵联络郢州的范文虎，计划和他南北夹击，打通襄阳外围交通线。双方约定在龙尾洲会师。九月，张贵率本部三千人准备顺汉水而下，登船前检点士兵，发现一名因犯军令受到鞭笞的亲兵不见了。张贵大惊，担心计划已经泄露，只好立即出发，强攻杀出重围。元军沿江举火，派数万水军围追堵截。张贵边战边行，远望龙尾洲方向出现大批战舰，以为是范文虎所部，举火示意。等到近前，才发现全是元军。元军收到叛徒告密，先行占领龙尾洲，以逸待劳。双方随即在龙尾洲展开激战，宋军人少力疲，伤亡殆尽。张贵也被元军俘虏，拒绝招降后从容就义。张贵死后，元军派四名降卒抬着张贵尸体到襄阳城下，迫使襄樊军民投降。吕文焕杀掉降卒，将二张合葬，立庙祭祀。此后，外援断绝，襄樊两城仅靠浮桥互相联系。
襄樊陷落
1273年正月，元军从东北、西南两个方向水路夹攻樊城，试图打破襄樊之间互为犄角，相互支援的局面。蒙古水军逆流而上，烧毁襄、樊之间浮桥，切断两城联系。忽必烈从波斯征调的炮匠也在此时来到襄阳前线，所带回回炮可发射150公斤的石弹，省力而射程远。
经过十多天的昼夜鏖战，失去增援的樊城西南、东北两处同时被攻破，元军进入城内。守将牛富率领百人与元军巷战，直杀到用血水解渴。负伤的牛富最后头触火柱，慷慨赴死。樊城的顽强抵抗令元军死伤惨重，陷落后遭到屠城。
樊城陷落，襄阳如齿失唇。吕文焕多次派人到朝廷告急，但终无援兵。1273年2月，元军开始用回回炮轰击襄阳城，并屡次喊话招降。城中人心动摇，将领纷纷出城投降。吕文焕见突围无望，在阿里海牙折箭为誓，保证不屠城后，举城降元。荆湖都统范天顺不屈，自缢而死。
襄阳的陷落让南宋门户大开，元军沿汉水入长江东下。三年后，南宋都城临安陷落，六年后，崖山战败，南宋灭亡。
