張世傑將船連接起來，用石墩固定，把小皇帝放在最中間的船上，決定破釜沉舟，背水一戰。將士們都認為不能這麼做，張世傑憤慨說道：「年年航海外逃，什麼時候才算完？不如和他們決一勝負，勝了算是社稷之福，敗了就同歸於盡。」崖山北面的水很淺，船進不去。張弘範就繞到海裡面，轉從南面，用精兵攻打張世傑的船。張世傑的船卻也相當堅固。元軍乘風放火，偏偏張世傑早就防著這一招，船身都抹上了泥巴。張弘範一時沒有了辦法，只好派人切斷宋軍的水源，宋軍於是被困。元將李恒帶著水兵前來與張弘範會師。

祥興二年二月六日早晨，西邊有黑雲籠罩，早潮驟然到來。李恒乘著潮水進攻，張世傑率兵死守，相持到中午，勝負未分。這時，張弘範趁機進攻，張世傑兩邊受敵，加上將士們都已經疲憊不堪，不能再戰，一時間，旗靡檣倒。
 
海上波濤翻滾，船隻搖搖欲墜，翟國秀、凌震等人都投降了元軍。張世傑獨自支撐，戰到日落的時候，趕上風雨大作，霧氣彌漫，咫尺間都分辨不出事物。張世傑料知大勢已去，於是和蘇劉義割斷纜繩，帶著十六隻船逃走。陸秀夫走到小皇帝趙昺的船上，那小孩子已經嚇得縮成一團。陸秀夫看見各船都連接在一起，知道逃脫不了，就對小皇帝說：「國家已經到了這種地步，陛下應當為國而死。德祐皇帝已經受到凌辱，陛下不能再次受辱。」說完背起小皇帝趙昺一同跳入海中，很多大臣一同殉難。楊太妃聽到趙昺的死訊，大聲痛哭：「我忍辱偷生到現在，就為了趙氏的這一支血脈，如今還有什麼希望？」說完也投海而死。
 
張世傑的船到了海陵山下，正遇上颶風大作，將士們勸他登岸，張世傑歎息道：「不必了！不必了！」他獨自登上船樓，焚香祝天：「我為趙氏已經盡力了，一個君主駕崩，又立一個，如今這個又駕崩了。我沒有去死是因為還有一線希望，想在敵兵退去之後，另立趙氏的子孫。如今風浪滔天，想必是上天要讓趙氏滅亡，也不容我再生了！」禱告完畢之後，風越來越急，浪越來越大，竟然打翻了張世傑的船。