德祐二年（1276年）正月，益王赵昰与广王赵昺在专人护卫下，历尽艰险经由婺州亡命温州。礼部侍郎陆秀夫听说二王出朝，也追随而去，终于在到温州前追上了二王。闰三月，陆秀夫与此前私自逃到温州的前宰相陈宜中接上了头。他们得知张世杰因不满朝廷不战而降，率部东至定海，便与他联系，张世杰立即航海南下会合。三人决定建立都元帅府，以益王为天下兵马都元帅，广王为副元帅。恰巧朝廷所派两名宦官带着八名士兵来温州召二王回朝降元，陈宜中他们将来者悉数沉入江中，随即将元帅府迁往福州。
五月一日，陈宜中等拥立益王为帝，此即宋端宗；改元景炎，尊杨淑妃为太后，临朝同听政。封赵昺为卫王。以陈宜中为左相兼都督，右相虚位以待李庭芝，张世杰为枢密副使，陆秀夫为签书枢密院事。流亡小朝廷建立的消息，给正在艰苦抗元的爱国将士以极大鼓舞。文天祥甚至以为，陈宜中与张世杰“方以李、郭之事为己任”，实在期望过高，他们怎能与李光弼与郭子仪相比。
陈宜中虽不敢明言投降，但心思根本不在抗元上，与陆秀夫略有政见不合，就指使言官弹劾。张世杰目光欠远大，一味主张南逃，只把福建与广东作为小朝廷的落脚地，他部署的收复江西、浙南失地以屏卫闽广的计划不久就成为泡影。但他是主兵的实力派，陈宜中不过表面上出头，大政都专制于他。
文天祥到达行朝，任枢密使与同都督诸路军马，主张积极北上，开府永嘉（今浙江温州）。而张世杰则坚持开府广州，为小朝廷南逃作准备。不久因广州降元，张世杰这才让文天祥开府南剑州（今福建南平），见其一呼百应，唯恐影响在己之上，就借端宗之命，命他将督府远移到汀州（今福建长汀），还百般阻挠他入朝，心胸实在不够大。
陆路元军挥师从浙入闽，水师也从海上向南进逼。十一月中旬，端宗小朝廷只得再次登舟南逃，刚出海口，就与元军水师相遇，但当时弥天大雾帮助行朝船队躲过了一劫。船队南下泉州，这里是阿拉伯商人蒲寿庚的势力范围。史称蒲寿庚提举泉州市舶，“擅蕃舶利者三十年”。
这时，蒲寿庚正在宋、元之间见风使舵。他实际上不愿为行朝提供海舶，表面上出城迎接，请行朝“驻跸”泉州。张世杰不同意，因为这有悖他南下远遁的既定方针。等蒲寿庚回到城内以后，张世杰因船只缺乏，强征了泉州港里蒲氏的船只，籍没其财产。蒲寿庚一怒之下，纠集地方势力，以武力将端宗船队逐出泉州港，次月就以城降元。
端宗的海上行朝从泉州经潮州到达惠州，仍感到不安全，在景炎二年四月到达官富场（今香港九龙南），决定在这里立足，开始营建行宫。因元军追逼而来，十一月，行朝转移秀山（今广东东莞虎门）。但元军随即再下广州，离秀山近在咫尺，行朝只得再度入海，在香山岛（今广东中山）水面遭到元军水师袭击。张世杰部被俘将士颇多，陈宜中率领的数千人与八百艘战舰遇飓风溺死，宜中仅以身免。
陈宜中对这种流亡抗元已彻底灰心丧气，提议行朝移到占城（今越南中南部）去，并借口欲作准备就逃之夭夭。国难当头，他已是第二次逃脱了，这是这位“宝祐六君子”领袖留在历史上的最后表现。
十二月，张世杰保护行朝船队到井澳（今广东中山南海中），遇上了飓风，船只倾覆，将士溺死，损失达十之四五，端宗也因惊悸而成疾。次年开春，小朝廷走投无路，大臣们也决定前往占城，但最后没有成功，只得暂在碙洲（今雷州半岛东硇洲岛）驻泊。
四月，端宗病死，群臣都打算散伙，陆秀夫拿出他代拟的《景炎皇帝遗诏》，宣布遗诏命卫王赵昺继承帝位，他正色道：“古人有以一旅成就中兴大业的，如今百官具备，士卒数万，难道不能立国吗？”众人感奋，立赵昺为帝，是为帝昺，改元祥兴。杨太后继续垂帘听政，张世杰任枢密使，陆秀夫任左相，他还每天亲自书写《大学章句》，为年仅八岁的帝昺讲课。
雷州（治今广东海康）的辖区大体相当于今天的雷州半岛，是碙洲的陆上屏障，对行朝的安全至关重要。五六月间，张世杰遣将与元军展开了雷州争夺战，但最终失败。行朝不得不转移到珠江口海中的崖山（今广东新会南海中），这也是张世杰的决定。
崖山与其西的汤瓶山对峙如门，阔仅里许，故称崖门，门内形成天然避风港，在他看来，进可乘潮而战，退可据险而守，完全可以建设成一个根据地。于是，一上崖山，他就命兵士造行宫三十间，建军屋三千间，作长期据守的打算。
元军下定斩草除根的决心，对南宋小朝廷紧追不舍。祥兴二年（1279年）正月，元朝蒙古汉军都元帅张弘范从潮阳（今属广东）由海路到达崖山，包围了张世杰的部队。几天后，副帅、江西行省参知政事李恒也从广州率战舰一百二十艘入海前来会合。
张弘范包围张世杰的次日，恰是元宵，在双方战舰云集的海面上，当地居民依旧举行了每年一度的海上元夕竞渡，喧阗的鼓乐，与密布的战云形成强烈反差。国家兴亡，生活依旧，老百姓该做什么的还是做什么。
这时，包括官军与民兵，宋军大约还有二十万左右，战舰至少近千艘。而张弘范所率元军是水陆共二万，加上李恒的部队，总数估计不会超过三万，战舰大约四百余艘。从崖山之战的绝对兵力对比来看，宋军并不处于劣势。
但张世杰其人，虽是宿将，却不知兵，这时的心态也是有点失常，不是做好打得赢就打，打不赢就走的两手准备，而是孤注一掷，打算与元军一决胜负。当时有人建议他先据海口说：“幸而胜，国家之福；不胜，还可西走。”他不耐烦地说：“连年航海，何日是头，成败就看今日！”
张世杰决定不派战舰扼守崖门，却把千余艘战舰背山面海围成方阵，贯以大索，四周围起楼栅，一如城堞模样，帝昺的御船居于方阵之中。放弃入海口的控制权，是一大失误；把千余战船贯以大索，更是一大失误。他在四年焦山之战中就因为将十船连成一舫，最后被动挨打，大败而归。如今，他不但无视前车之鉴，还把同样错误犯得更大，崖山之战的结局这时已经铁定了。
张世杰的战舰方阵准备了半年的干粮，但所需燃料与淡水仍来自崖山，每天派快船前往砍柴与汲水。张弘范一方面派重兵把守崖山上的淡水源，一方面派出小型哨船袭击宋军的运水船。十余天后，宋军淡水供应成了问题，一饮海水则就上吐下泻，战斗力大减，水战优势逐渐丧失。
元军在崖山西山头上架炮射击帝昺的御舰，但御舰张起布帘抵挡炮石，纵受炮击仍岿然不动。张弘范派出满载柴草的小船，点火直冲宋军方阵。但宋军以泥涂舰，外缚长竿顶住火船，再用水桶浇灭火苗，使火攻不能得逞。
正式开战前，张弘范让不久前被捕的文天祥写信劝降张世杰，文天祥答道：“我救不得父母，怎么还能叫别人背叛父母呢！”还把日前所写的《过零丁洋》一诗抄录给张弘范。张弘范读到“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”，连声称赞“好人好诗”，不再勉强他。张世杰在元军中的外甥三次奉命前往劝降，回答他的是：“我知道投降能活命，而且能富贵，但忠义之志决不动摇！”
二月六日，乌云密布，阴风怒号，元军兵分四路，从东、南、北三面向崖山发起总攻。张世杰的方阵南北受敌，士兵都疲惫无力站。战争从黎明进行到黄昏，元军摧毁了宋军七艘战舰，突破了对方的防线。张世杰见水师阵脚大乱，但大索贯联，进退不得，这才下令砍断绳索，率十余战舰护卫杨太后突围。
其时，暮色四合，风雨大作，对面不辨人影。张世杰率帅船杀到外围，见帝昺的座舰被其外围的战舰壅塞阻隔在中间，自己无法接近它，便派小舟前去接应帝昺。陆秀夫唯恐小船是元军假冒，断然拒绝来人将帝昺接走，张世杰只得率领十余战舰，护卫着杨太后，借着退潮的水势，杀出崖门。
陆秀夫见帝昺的座舰已无法突围，便决定殉国。他仗剑将自己妻子儿女驱入海中，其妻死拉着船舷不肯自尽，他喝道：“都去！还怕我不来！”其妻这才松手沉海。陆秀夫对帝昺说：“国事至此，陛下应为国死。德祐皇帝受辱已甚，陛下不可再辱！”说完，背起八岁的帝昺，跳入大海。
崖山之战是蒙元消灭南宋的最后一战，流亡近三年的南宋小朝廷终于灭亡。据载，战罢，“浮尸出于海十余万人”。倘若张世杰部署得当，用好这十万兵，流亡小朝廷何至于这么快覆灭呢！明代张溥说：“陈宜中能逃而不能死，陆秀夫能死而不能站”，还应加上一句：“张世杰能战而不能谋”。由这三个人撑持的行朝，其灭亡只是迟早的事。
杨太后随张世杰突围，听到帝昺的死讯，抚膺痛哭：“我忍死到今天，就为赵氏一块肉啊，现在没希望了！”也投水自尽。张世杰收拾残部，打算远走占城，但部下不愿背井离乡，只得仍回广东沿海。元军仍紧追不放。五月，张世杰率舰到达海陵港（今广东阳江南海陵岛），飓风突至，船队全部倾覆，他也堕海身亡。
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