祥興二年（公元1279年），元將張弘範大舉進攻以趙昺為首的南宋小朝廷。後來在不久以前攻占廣州的西夏後裔李恒也帶領援軍也加入戰事。相傳起初宋軍兵力約有20萬，戰船千多艘；元軍隻有10萬人（一說為30萬），戰船數百艘，北方人不習海戰，多暈眩不支。這時宋軍中有建議認為應該先占領海灣出口，保護向西方的撤退路線。張世傑為防止士兵逃亡，否決建議，並下令盡焚陸地上的宮殿、房屋、據點；又將下令千多艘宋軍船隻以“連環船”的辦法用大繩索一字形連貫在海灣內，並且安排趙昺的“龍舟”放在軍隊中間，坐鎮指揮。
元軍以小船載茅草和膏脂，乘風縱火衝向宋船。但宋船皆塗泥，並在每條船上橫放一根長木，以抵禦元軍的火攻。元朝水師火攻不成，以水師封鎖海灣，又以陸軍斷絕宋軍汲水、砍柴的道路。宋軍吃幹糧十餘日，口幹舌燥，許多士兵以海水解渴，臉部浮腫，大量嘔泄。
張世傑率蘇劉義、方興日大戰元軍，張弘範擒張世傑甥韓某，以其向張世傑三次招降不果。二月六日癸未，張弘範預備猛攻，元軍中有建議先用火炮，弘範認為火炮打亂宋軍的一字陣型，令其容易撤退。明日，張弘範將其軍分成四份，宋軍的東、南、北三麵皆駐一軍；弘範自領一軍與宋軍相去裏餘，並以奏樂為以總攻訊號。
首先北軍乘潮進攻宋軍北邊失敗，李恒等順潮而退。元軍假裝奏樂，宋軍聽後以為元軍正在宴會，稍微鬆懈了。正午時段，張弘範的水師於是正麵進攻，接著用布遮蔽預先建成並埋下伏兵的船樓，以鳴金為進攻訊號。各伏兵負盾俯伏，在矢雨下駛近宋船。兩邊船艦接近，元軍鳴金撤布交戰，一時間連破七艘宋船。宋師大敗，元軍一路打到宋軍中央。這時張世傑早見大勢已去，抽調精兵，並已經預先和蘇劉義帶領餘部十餘隻船艦斬斷大索突圍而去。
趙昺的龍舟在軍隊中間，四十四歲的陸秀夫見無法突圍，先將自己的老婆兒子趕下海，接著便對趙昺申明大義，趙昺被嚇得哭作一團。接著陸秀夫便背著8歲的趙昺跳海而死。不少後宮和大臣亦相繼跳海自殺。這一天是公曆3月19日。
《宋史》記載七日後，十餘萬具屍體浮海。張世傑希望奉楊太後的名義再找宋朝趙氏後人為主，再圖後舉；但楊太後在聽聞兒子的死訊在後亦赴海自殺，張世傑將其葬在海邊。不久張世傑在大風雨下溺死於平章山下（約今廣東省陽江市西南的海陵島對開海麵）。
崖門海戰之後1天，即二月七日早晨，海上浮屍10萬。陸秀夫的屍體被百姓找到，安葬起來；而小皇帝趙昺的屍體則為元軍尋得，隻見一眉清目秀的小兒身穿龍袍，頭戴皇冠，身上還掛著一個玉璽，元兵將玉璽交給張弘範，張弘範確認這小兒是趙昺，派人尋回，然而趙昺的屍體已經下落不明。據說被百姓埋葬在了廣東深圳赤灣村裏，至今仍存。