蒙古人对南宋的了解，初期来自金朝，他们称南宋为“南家思”。成吉思汗在北方崛起后，主要的攻击目标自然是宗主国金朝。当他向金用兵时，曾遣使与南宋通好①。成吉思汗十三年（宋宁宗嘉定十一年，1218），再遣葛葛不罕“与宋议和”，目的在于交结南宋，共图金国。初，南宋对蒙古的主动通好态度漠然，但金朝在遭到蒙古的军事压力被迫南迁后，却企图南伐宋朝补偿北方之失，宋金开战。于是有人献策“北通鞑靼”，十六年（宋嘉定十一年，1221），南宋以苟梦玉为使，到西域见成吉思汗，同时又以淮东制置使贾涉的名义，遣赵珙到河北蒙古军前，拜见太师木华黎。十八年（宋嘉定十六年，1223）苟梦玉二次使蒙，双方可能讨论了联军灭金的问题，宋朝联金灭辽故技重演，成吉思汗联宋灭金的策略获得初步成果。
二十二年（宋理宗宝庆三年，1227），成吉思汗遣一支蒙古军以取金、夏为名，突入南宋利州路，进行武装探察，以了解南宋的军事部署和陇蜀地区的地形险要。宋四川制置使郑损弃关外五州溃逃，蒙古军遍掠阶、凤、成、和、天水五州后退回，成吉思汗利用宋金世仇，借道南宋灭金的迂回包抄战略形成。
太宗三年（宋绍定四年，1231）正月，拖雷再遣搠不罕使宋，提出借道和需粮两项要求。宋四川安抚制置使桂如渊委曲求全，希望以满足对方条件换取边境安宁，作出弃五州，守三关的决定，令汉中以牛酒犒师，并遣人至凤翔蒙古大营回报。与此同时，东路也遣李邦瑞入宋，欲“假淮南以趣河南”。三月，拖雷经大散关入宋，攻陷凤州、洋州、兴元。五月，宋杀使者搠不罕。十月，蒙古军向宋发起攻势，连下三关。由于这次军事行动的目的是借道伐金，故在十二月于光化军北渡汉水后，蒙古军即离开宋境，这是灭宋战争爆发前蒙宋的第三次交锋。这三次军事冲突，是蒙宋战争的序幕。此后，蒙宋达成联合灭金协议。金朝灭亡后，蒙古军在“大河两岸，东起曹（今山东荷泽）、濮（今山东鄄城北），西抵秦（今甘肃天水）陇（今陕西陇县），列屯置戍，以备宋人”；大将速不台“增屯设伏于陕府、潼关”，备御尚存于秦、巩（今甘肃陇西）一带的金朝残余势力②。
掐丝珐琅缠枝莲纹兽耳三环瓶在联合灭金的协议中，双方“约以陈（今河南睢县）、蔡为界”，灭金后，以“陈、蔡西北地分属蒙古”；南宋在灭金战，役中占领的泗（今江苏盱眙）、毫（今安徽毫县）、宿（今属安徽）、蔡、息（今河南息县）、唐（今河南唐河）、邓（今河南邓县）诸郡归宋。在联合行动中，宋方得到了前所未有的实惠。蒙古军在连年战争后需要休整和制定新的国策，没有对宋发动攻势。双方间出现了一个短暂的和平时期。
难得的胜利鼓舞了南宋君臣，在一部分主战派将领的鼓吹下，热衷于恢复的宋理宗悍然决定出师河南，收复三京，以达到据关阻河与蒙古划河而守的目标。
六年（宋理宗端平元年，1234）六月，宋军出师。七月五日人汴。蒙古军得知宋出师河南的情报后，一方面决河放水阻止宋军北上，一方面在三京广布哨马和增屯设伏，同时主动撤出西京洛阳，以空城诱敌。七月，粮饷不继的宋军在知应天府、南京留守兼淮东制置使赵葵的敦促下仓猝人洛。当宋军先头部队入洛后，预先部署在洛阳城南龙门的蒙古军任其入据空城，待其师老粮尽兵疲，令其不攻自破。而以精兵攻打其后续部队。宋军陷入重围，大多溺死洛水或为蒙古军所杀。蒙古军回师攻城，宋军被杀而死者十之八九。蒙古军占领洛阳，宋军不得不放弃汴京班师而归。宋军收复三京之举以彻底失败告终，其直接影响就是首先破坏了蒙宋协议，为将灭宋作为既定方针的蒙古对宋大规模开战提供了口实，“是宋蒙战争爆发的导火线和起始点”③。
秋，蒙古诸王大会讨论伐宋事，已经作了战略部署④。十二月，依惯例，窝阔台遣王械使宋，要求南宋以事金之礼事蒙古，遭到拒绝，于是便以大军继之。
太宗六年（宋端平元年，1234）至宪宗元年（宋理宗淳祜十年，1251）为蒙宋战争的第一阶段。战争同时在东、西两线三大战场上进行。
东路由大将阿术鲁负责，以张荣为先锋，出河洛，重点进攻徐（今属江苏）、邳（今江苏睢宽北）。
中路由窝阔台第三子阔出和诸王忽都秃、口温不花和塔思率领，出唐、邓，重点进攻襄、樊（今湖北襄樊市）。西路由大汗次子阔端率领，重点进攻秦巩、巴蜀。
七年（宋端平二年，1235），阔出率领的蒙古军取道金州（今陕西安康）、光化（今湖北光化西），沿汉水东下；口温不花率军将自唐、邓南下。九月，略地汉上，进入荆汉地区。宋邓州守将赵祥降，蒙古军再下枣阳，集中兵力进攻襄阳。宋军坚守，遂转攻随州（今湖北随县）、郢州（今湖北钟祥）。次年，宋襄阳守将李伯渊降，蒙古军攻下襄阳。江陵北面的均（今湖北均县西）、房（今属湖北）、随、德安（今湖北安陆）、郢等州郡皆为蒙古军攻占。
十一年（宋理宗嘉熙三年，1239），宋军收复襄阳。蒙古军自川蜀增援，为宋将盂珙阻击。由于毒帅阔出于1236年去世，襄阳又为宋军收复，中路战场不能取得进展，蒙古军遂在襄、樊、随、信阳一带招集军民屯种。
1235年口温不花率领的蒙古军在阔出军的掩护下，进入淮西。1236年冬塔思自邓州南下，进攻蕲、黄。张柔屯兵曹武（今湖北京山县东），取九里关（今湖北孝感县东北）。以兵屯驻在曹武北长封岭上，四出经略，为大军进攻淮西扫清了道路，开辟了江淮战场。
1237年，口温不花占领光州（今河南潢川），别略黄州（今湖北黄冈），谋捣长江；史天泽下复州（今湖北天门）；塔思向东南推进；另一军进抵合肥。口温不花连下蕲州（今湖北蕲春）、舒州（今安徽庐江县西南），与宋军激战于长江，失利后转攻黄州，宋将孟珙坚守，军民殊死战，蒙古军久攻不下，撤军。这是自蒙宋开战以来宋军的首次大捷。接着宋军又在安丰大败口温不花和史天泽，蒙古军损失惨重，班师北归。
1235年8月，阔端军的一支在塔海的率领下自凤州进攻河池，连下关外阶、成、西成、沔等州。十月，金巩昌便宜总帅汪世显率金残余兵将向阔端投降，阔端令其率兵随从入川。汪世显统郡县数十，胜兵数万，素称秦、巩之豪。他熟悉入蜀道路和四川边备，又结交回回、西夏十八族为内应，他的投降增强了蒙古军对四川进攻的实力。在攻拔了蜀边据点后，阔端于1236年八月以塔海为元帅，汪世显为先锋，率蒙古、西夏、女真、回回、吐蕃、渤海等军，号称五十万，大举攻蜀。入大散关，抵武休关，占领兴元。自金牛道进攻四川内郡⑤，与宋将曹友闻激战于阳平关。曹友闻设伏以待，击溃了南宋增援大安的军队后，汪世显提兵与进攻阳平关的塔海军会合，曹友闻战死，蒙古军打开了入蜀的大门，宋守军溃逃。阔端兵分两路，乘胜直捣成都。一路由拖雷子末哥（又作莫哥）率领，自阴平郡（今甘肃文县西北）绕出剑阁以西，直捣成都，一路由阔端本人率领，出利州、剑门，约日会师成都。
九月，阔端自汉中攻取大安。十月，其先锋吐蕃将领赵阿哥潘入朝天关（今四川广元市北60里），占领利州，分军下阆州、顺庆府（今四川南充市）、潼川，月中，各路军会于成都附近。成都承平日久，蒙古军入城之际，官吏晏然，居民纵观。及至发现来者为蒙古军，全城顿时陷入混乱。宋安抚制置副使丁黻拒绝出逃，集合将士，孤注一掷，终因寡不敌众，战死，蒙古军占领成都。末哥军在文州、摩天岭相继受阻，两个多月后，方与阔端会于汉州（今四川广汉县）。
占领成都后，阔端分兵四出，抄掠四川的眉山、青神、嘉定（今乐山）、邛（今邛崃）、蜀（今崇庆）、彭（今彭县）、汉、简池（今简阳县）、永康（今灌县）、潼（今三台县）、遂（今遂宁市）、果（今南充）、合（今合川县）、忠（今忠县）、万（今万县市）、云安（今云阳县）、梁山（今梁平县）、开（今开县）、达（今达县）等州郡，东到瞿塘，西到黎（今汉源县清溪）、雅（今雅安），经此蹂践后，全蜀残破。
1239年，塔海、汪世显等攻取东川，一度攻破夔州（今四川奉节），恩施（今湖北恩施），向东推进，南宋紧急调兵增援四川，蒙古军撤回。1240年，宋派盂珙为四川宣抚使兼知夔州，四川防务略有转机。安抚制置使陈降之在成都、汉州修复城垣，布置防守。1241年，塔海等再至成都，陈降之被俘杀。副使彭大雅经营重庆，在合州钓鱼山筑城设寨，屏蔽重庆。1241年，窝阔台死，此后直至宪宗蒙哥即位，乃马真氏没有治理国家的能力和进取精神，对宋战争无大进展。
乃马真氏二年（宋淳祐占三年，1243）。宋以余玠为四川安抚制置使。余玠置元帅府于重庆，率领四川军民修建、扩建各类山城二十余座，因山为垒，屯兵聚粮，加强了四川的防御。
乃马真氏二年和定宗元年（宋淳柘六年，1246），蒙古军进攻嘉定和四路入蜀，均无功。余玠则开始向蒙古军反攻。定宗后海迷失二年（宋淳祐占十年，1250），余蚧北伐，誓取汉中。余玠取金牛道，向汉中进发，三战三捷。第二年，率各路军，号称十万，进攻汉中。蒙古卷元行省夹谷龙古带以不满五千的蒙、汉军坚守，宋军屡攻不能克，后蒙古援军到，余玠退兵。