1279年，張弘範率元軍攻至崖門，將南宋三面包圍。南宋太傅張世傑，下令盡焚陸地上的宮殿、房屋、據點；又下令千多艘宋軍船隻以“連環船”的辦法用大繩索連貫在海灣內，並將安排宋懷宗趙昺的船放在宋軍中間。
元軍則用小船，乘風縱火沖向宋船。但宋船上面皆塗泥，並橫放一根長木，以抵擋元軍的火攻。元軍看用火攻不成，於是以水師封鎖海灣，又用陸軍斷絕宋軍取水和砍柴的道路。宋軍只能生吃乾糧十多天，並直接飲用海水，很多士兵因此嘔泄。連張世傑的外甥都被抓住了。
元將張弘範將其軍分成四部分，東、南、北三面各一部分，張弘範自領一部分在西面，並和宋軍相隔裡餘，並命令以奏樂為總攻的訊號。首先北邊的元軍乘潮進攻宋軍失敗，於是順潮而退。張弘范下令奏樂，宋軍聽後以為元軍正在宴會，便稍微鬆懈了。正午時段，張弘範命水師從正面進攻，然後用布遮蔽預先建成並埋下伏兵的船樓，
以鳴金為進攻訊號。伏兵們都隱藏在布下麵，在劍雨下接近宋船。在兩邊船艦接近後，元軍鳴金撤布交戰，一時間連破七艘宋船。宋軍大敗，元軍一路打到宋軍中央。這時太傅張世傑早見大勢已去，抽調精兵和蘇劉義帶領余部十餘隻船艦斬斷船隻之間的繩索突圍而去。宋懷宗趙昺的船當時在軍隊中間，南宋左丞相陸秀夫見無法突圍，於是便背著八歲的趙昺投海，
隨行的十多萬軍民也相繼跳海。崖門海戰之後一天，即二月七日早晨，海上浮屍10萬。突圍的張世傑希望以楊太后（楊淑妃）的名義再找宋朝趙氏後人為主，但楊太后在聽聞宋帝昺的死訊後感歎南宋復興無望，也投海自殺殉國了，張世傑將其葬在海邊。但不久張世傑在風暴中中不幸溺卒于平章山下。
崖山海戰後，南宋覆亡。張弘範命人在崖山岩壁上雕刻了“鎮國大將軍張弘范滅宋於此”十二個大字。
此戰之後，中國在歷史上第一次完全淪陷於外族。此次戰役之後，趙宋皇朝的隕落， 同時也意味著南宋殘餘勢力的徹底滅亡，蒙元最終統一整個中國。中國第一次整體被北方遊牧民族所征服。南宋的滅亡標誌著中國古典時代的終結，
部分人認為這場海戰標誌著古典意義華夏文明的衰敗與隕落，有“崖山之後無中華”這一說法。崖山海戰使得一脈相承數千年的中華文明由此產生斷層，其影響深遠延續至今。之後明清的文明形態跟之前大不相同。宋朝的滅亡讓中國從農業帝國向商業社會轉型的一次嘗試化為泡影。正是因為宋朝嘗試放棄集權農業帝國的形態，所以才會在軍事上持續弱勢。在冷兵器時代的東亞季風區，集權農業帝國或許是文明延續的最優選擇。
在冷兵器時代的東亞季風區，集權農業帝國或許是文明延續的最優選擇。