ปี ค.ศ.1267 กุบไลข่านส่งนายพลอาจู บุตรชายของแม่ทัพอูเรียงคาไดและหลานปู่ ของสุโบไต ผู้เป็นหนึ่งในสามแม่ทัพที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมองโกล นำทัพหนึ่งแสน ซึ่งใช้ชาวฮั่นเป็นกำลังหลัก มาตีเมืองเซียงหยาง โดยมี ขุนนางของซ่งใต้ที่มาสวามิภักดิ์ ชื่อ หลิวเจิ้ง เป็นผู้ช่วย
นายพลอาจูกับหลิวเจิ้งนำทัพมาถึงเซียงหยางและฟานเฉิงในปี ค.ศ.1268 และตั้งค่ายล้อมไว้เพื่อให้ในเมืองขาดเสบียง อีกทั้งได้นำเครื่องเหวี่ยงหิน หรือ เทรบูเชต์ แบบใช้แรงฉุด(traction trebuchet)มาอีก 100 เครื่ิองเพื่อใช้ทำลายป้อมปราการ เทรบูเชต์เหล่านี้ถูกเรียกอีกชื่อว่า แมงโกเนล(mangonel)โดยมีระยะยิงอยู่ที่ 100 เมตร และยิงหินได้หนัก 40- 50 กิโลกรัม โดยมองโกลเคยใช้เทรบูเชต์ทำลายป้อมปราการของอาณาจักรจินจนพินาศมาแล้ว
ด้านเมืองเซียงหยางนั้น มีแม่ทัพลู่เหวินหวนกับทหาร รักษาเมือง 8,000 นาย พร้อมราษฎรอีกแสนเศษ ส่วนฟานเฉิงก็มีทหารจำนวนใกล้เคียงกันทำหน้าที่รักษาเมืองพร้อมราษฎรอีกหลายหมื่นคน
แม้จะกำลังพลฝ่ายเซียงหยางจะน้อยกว่าฝ่ายมองโกลมาก แต่กำแพงเมืองนั้นมีความหนาถึง 7 เมตร ทั้งยังถูกเสริมความหนาด้วยดินเหนียวหุ้มตาข่าย พร้อมกับมีการขยายคูเมืองและสร้างเครื่องกีดขวางเป็นแนวกว้างเกือบ 150 เมตร รอบเมือง รวมทั้งติดตั้งเครื่องดีดหินและหน้าไม้ยักษ์สำหรับยิงก้อนหินและระเบิด
คูเมืองที่กว้างและกำแพงที่เสริมจนหนา ทำให้เครื่องเหวี่ยงหินของมองโกลไร้อานุภาพ โดยไม่อาจทำความเสียหายให้กับกำแพงเมืองได้เลย และเมื่อส่งทหารบุกข้ามคูเมืองและฝ่าแนวเครื่องกีดขวางเข้าปีนกำแพงเมือง ก็ถูกทหารซ่งระดมยิงด้วยระเบิดและก้อนหินกับธนูหน้าไม้ ทำให้ทหารมองโกลล้มตายเป็นอันมาก
เมื่อการบุกตีเมืองไม่ได้ผล หลิวเจิ้งจึงเสนอให้ แม่ทัพอาจู ปิดล้อมเมืองทั้งสองจนกว่าจะขาดเสบียงและหมดกำลังสู้
นายพลอาจู ใช้เรือ 5,000 ลำ พร้อมทหารฮั่น 70,000 นาย ทำการปิดล้อมเมืองทั้งสองทั้งทางบกและทางน้ำ ทั้งยังให้ตั้งค่ายทหารปิดทุกเส้นทางเข้าออก เมืองทั้งสอง โดยจัดกองทหารม้ามองโกลประจำทุกค่าย เพื่อตัดขาดทั้งสองเมืองจากอาณาจักรซ่งใต้ส่วนที่เหลือ
อย่างไรก็ตาม ในช่วงแรก ทัพมองโกลก็ยังไม่อาจตัดการติดต่อระหว่างทั้งสองเมืองได้ โดยเซียงหยางและฟานเฉิงได้ใช้เรือท้องแบนจอด ต่อกันเป็นสะพานแพข้ามแม่น้ำฮั่นสุ่ย ซึ่งสองฟากของสะพานดังกล่าว เป็นจุดที่ทหารรักษาเมืองเซียงหยางและฟานเฉิงพยายามทำลายวงล้อมของกองทัพมองโกล
แม้การปิดล้อมของมองโกลจะสามารถตัดขาดเมืองทั้งสองออกจากส่วนอื่นของซ่งใต้ได้ แต่ในเซียงหยางได้สะสมเสบียงอาหารสำหรับพอเลี้ยงทหารและชาวเมืองได้หลายปี จึงทำให้การปิดล้อมยืดเยื้อ
นับแต่ทัพมองโกลล้อมเมืองเซียงหยาง ทางราชสำนักได้ส่งทหารไปเสริมกำลังพร้อมกับนำเสบียงไปให้เมืองเซียงหยางหลายครั้งแต่ก็ล้มเหลวทุกครั้ง เพราะเมื่อต้องสู้กันนอกเมืองแล้ว กองทหารซ่งไม่อาจเทียบกองทหารม้าชาวมองโกลได้เลย
โดยจากบันทึกการศึกระบุว่า เดือนตุลาคม ปี ค.ศ.1270 กองหนุนของซ่งใต้ ได้ล้มตายไป 1,000 นาย หลังเข้าปะทะกับทหารม้ามองโกลเพื่อจะนำเสบียงเข้าไปในเมือง ต่อมาในการต่อสู้ เดือนสิงหาคม ปีค.ศ.1271 มีทหารซ่งถูกฆ่า 2,000 นาย และในเดือนต่อมา ทหารซ่งที่เป็นกองหนุนจำนวน 3,000 นายที่พยายามเข้าไปเสริมกำลังให้เมืองซียงหยาบ ได้ถูกทหารม้ามองโกลสังหารจนหมดสิ้น
เเม้จะไม่มีกำลังทหารและเสบียงมาเพิ่ม แต่ปราการอันแข็งแกร่งก็ช่วยให้ทหารและชาวเมืองเซียงหยางกับฟานเฉิงสามารถยืนหยัดต้านทานกองทัพมองโกลได้ เป็นเวลาถึงสี่ปี นับแต่ ค.ศ.1268 จนถึง ค.ศ.1271
ขณะที่กองทัพมองโกลที่นำโดยนายพลอาจู พยายามเข้ายึดเมืองเซียงหยางและฟานเฉิงนั้น กุบไลข่านก็ให้ส่งทัพอีกสายหนึ่งจากอาณาจักรต้าหลี่ ไปตีป้อมเตี้ยว อวี้เฉิงเพื่อเปิดเส้นทางสำหรับเคลื่อนทัพบกจากเสฉวนเข้าสู่ลุ่มน้ำฉางเจียง แต่ก็ไม่สามารถทำลายป้อมภูเขาที่มีน้ำล้อมรอบแห่งนี้ได้ จักรวรรดิมองโกลจึงทำได้เพียงตั้งทัพประจัญหน้าและรอโอกาสที่สถานการณ์จะเปลี่ยนแปลงเท่านั้น
