二十万大军总攻南宋。同年十二月，元军经阳罗堡大捷渡江后，攻取了长江中游的重镇鄂州。十二月底，元大军继续顺江东进，留阿里海牙以兵四万镇守鄂州，并控制荆湖各地，以遏止川蜀宋军顺江入援，解除元大军的后顾之忧。
至元十二年三月，阿里海牙从鄂州出兵进攻江陵，与前来进攻鄂州的宋军相遇于巴陵，宋军大败，元军趁势占据岳州。四月，元军进至沙市，纵火攻城，沙市立破。遂遣人招降江陵，南宋江陵守将以城降。世祖闻讯大喜，说：“今荆南定，吾东兵可无后患矣。”命廉希宪镇抚江陵，又命阿里海牙速回鄂州。七月，阿里海牙出兵湖南，招降宋潭州守臣李芾，李芾不降。十月，元军至潭州，李芾闭城坚守。阿里海牙挥军急攻，以致胸部中箭，伤势严重。元军夺潭州外城，宋军复退入内城拒守，七十余日后潭州方为元军所据，李芾等宋将自杀。元军诸将欲屠城，阿里海牙止之，并开仓发粮救济饥民。传谕湖南各州县，命早降，不久，郴、全、道、桂阳诸州投降。十一月，阿里海牙出兵广西，至静江（今桂林），宋守将马塈杀使焚诏，绝不投降。静江凭水为固，元军筑坝截断大阳、小溶二江，破坏了宋军的水上防线，猛攻三十余日，城遂破。马塈等人被执就义，阿里海牙下令屠城。又派部