不久，蒙古設東、西二川統軍司，以劉整為都元帥，令赴襄陽與阿術同議軍事。劉整與阿術謀議於白河口修築堡壘。遂指揮兵士築成新堡。宋知襄陽府兼京西安撫副使呂文煥聞訊，極為震驚，立即派人攜密信告其兄呂文德。呂文德見密信大怒，罵道：汝等竟敢虛報軍情，以求功賞。即使白河口有城，亦不過為蒙古人搞的假城，況且襄陽、樊城城池堅固，而城中積儲足夠十年之用，因此才讓呂文煥堅守城中。如劉整真敢輕舉妄動，待入春後再去收拾他，恐怕屆時他早已逃之夭夭了。聞此言者無不竊笑呂文德。
不久，阿術又指揮蒙古兵於漢水之中建造高台，於其上架設弩炮，使之與夾江堡相呼應，以此遏製漢水通道，斷絕襄陽與外界的聯係。自是宋軍入援襄陽的衣裝、器甲軍械及糧食等物悉被阻斷。
劉整與阿術部署蒙古軍隊將襄陽、樊城圍困後，又以攻取襄陽非水戰不可，而以蒙古軍不習水戰為由，下令操練水軍，而得七萬餘精於水戰之士。不久，史天澤亦至，又令蒙古兵士於襄陽城郊築起長圍，自萬山（今湖北襄樊西）始，止於百丈山（今湖北襄樊南），從而截斷南北聯係。隨後又修築峴山、虎頭山為一字城，與諸堡壘相聯係，以為長久駐守、必取襄陽之計。
宋鹹淳五年（蒙古至元六年，1269）三月，蒙古軍自白河發兵圍攻樊城（今湖北襄樊），又築堡於鹿門山。宋京湖都統製張世傑領兵拒敵，雙方大戰於赤灘浦（今湖北襄樊東南），宋軍大敗。自襄陽被圍困後，襄陽宋軍屢次出城攻擊蒙古軍沿山諸寨。阿術將蒙古軍分駐於諸寨禦敵，斬殺、俘虜宋軍兵士甚眾，立功將士多達一千三百餘人。忽必烈（元世祖）亦下詔，凡立戰功、生擒敵軍者，各賞銀五十兩。七月，宋沿江製置副使夏貴又率領兵船三千，襲擊駐於新城（今湖北襄樊南）的阿術所部。然行至鹿門山，即為蒙古萬戶解汝輯、李庭所領水軍擊敗，宋軍兩千餘士卒被俘殺，五十餘艘戰船被擄。宋將範文虎率水軍救援夏貴，行至灌子灘，遇蒙古水軍，及戰，亦敗。
宋鹹淳六年（蒙古至元七年，1270），宋左丞相兼樞密使江萬裏知襄陽、樊城，遭蒙古軍圍困，戰事日趨嚴峻，屢次請求宋帝趙派兵增援，卻始終為賈似道所阻。江萬裏因而堅決請求辭職，遂被免職，出任知福州（今屬福建）。不久，宋廷任命主管兩淮製置司事李庭芝為京湖製置大使，領兵救援襄陽、樊城。賈似道之婿範文虎得知李庭芝將赴援襄陽，立即致書賈似道，稱：“吾將兵數萬入襄陽，一戰可平，但無使聽命於京閫（指李庭芝），事成則功歸恩相矣。”①賈似道得書遂委範文虎為福州觀察使，殿前副都指揮使，總領禁軍援應襄陽，但不受李庭芝節製，而受賈似道之命製約李庭芝。範文虎雖領命，卻於軍中攜美妾，走馬擊，以為樂趣。李庭芝屢次與之商議進兵之事，範文虎卻每以未奉旨為詞而拒絕出兵。
盡管襄陽、樊城戰事趨緊，告急文書不斷入報朝廷，卻皆為賈似道所匿。賈似道依舊終日與美妾、館客淫樂於葛嶺。凡朝臣有議論邊事者多遭貶斥。一日，宋帝趙詢問道：“襄陽被圍已有三年，如何解救？”賈似道卻反問道：“蒙古兵已退去，陛下從何處知曉？”趙告之為一女嬪所講。賈似道立即追問此人，終使趙將她賜死。自此，朝中無人再敢言邊事。
宋鹹淳七年（蒙古至元八年，1271），襄陽、樊城久受蒙古軍圍攻，然守城將士憑借城防，英勇抗擊。其間亦多次派兵及戰船出城攻擊蒙古軍堡壘，但因蒙古軍設圍嚴密，多未能獲勝。五月，忽必烈因襄陽、樊城久攻不下，一麵令圍城蒙古軍繼續猛攻，一麵則另派賽典赤、鄭鼎統兵，水陸並進，攻打嘉定府（治今四川樂山）諸州。以汪良臣、彭天祥所部出重慶府（今四川重慶），劄剌不花所部出瀘州（今屬四川），曲立吉思所部出汝州（治今河南汝陽），入侵宋境，以牽製宋軍兵力，以使襄陽更孤立無援。
六月，在李庭芝再三請求及催促下，範文虎不得已領兵救援襄陽、樊城，但尚未行至鹿門山，竟怯敵逃回。李庭芝再數次請求朝廷許他接替範文虎，領兵赴援，宋廷仍不許。