第二年，窝阔台发动了第二次西征，1241年蒙古远征军在布达佩斯渡过多瑙河，全歼欧洲联军十万人，彻底摧毁布达佩斯城。
同年蒙古大汗窝阔台病逝，蒙古远征军回国参与争夺汗位，再没有向西一步。
同时，他还分兵两路进攻南宋，东路主攻襄樊，江淮，西路主攻四川。
蒙古军却遭到了宋军的顽强抵抗，直到第二年西、东两路军才分别攻占了阳平关和襄阳这两处战略要地。
蒙古军开始在湖北沿江集结，准备横渡长江，南宋派大将孟珙去救援。
孟珙很快连破蒙古24寨，取得了江陵大捷，阻止了蒙古军南渡，一举打破了蒙古军队不可战胜的神话。
此后几年，宋军在孟珙率领下与蒙古军展开了惨烈的拉锯战，双方难分高下。
1239年，大将杜杲在庐州大败蒙古东路军主力，蒙古东路军伤亡惨重，被迫撤退。而孟珙则转入反攻，连败蒙古军队，收复襄樊诸郡和信阳，基本解除了蒙古大军在东路对南宋的威胁。
1240年初，神勇的孟珙又大败西路蒙古军，取得大垭寨大捷，并收复夔州。两路围攻南宋的蒙古军队全面受挫。
1241年，蒙古大汗窝阔台病死，西路蒙古军队从四川撤离。至此，长达六年的蒙宋战争，以蒙古的失败而告终，这也是蒙古征服史上遭受的第一次重大挫折。
1241年，蒙古大汗窝阔台病死后，其子贵由继承了汗位，但两年后也死了。
在此期间，蒙古军曾进犯过四川，但被南宋大将余阶击败。
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