1253~1259年蒙古发起第三次西征：这次西征由成吉思汗的孙子旭烈兀指挥，蒙古军团从首都和林（今蒙古国哈拉和林）出发，征服了阿拉伯帝国。蒙古兵锋一直挺进到叙利亚，眼看蒙古军团就可以乘胜攻打埃及进入北非，构建跨越亚、欧、非三大洲的庞大帝国，然而就在这时从遥远的东方传来一个消息：当时的蒙古大汗蒙哥在攻打南宋重镇--四川合州钓鱼城时逝世。于是旭烈兀遂留下少量军队继续征战，而自己则亲率主力部队东返。1260年9月3日留守叙利亚的蒙古军团在艾因·贾鲁战役中被埃及马穆鲁克王朝击败，未能实现进军北非的企图。蒙哥死后蒙古内部爆发了忽必烈和阿里不哥争夺汗位的内战，最终主张效法中原汉制的忽必烈战胜了主张维持蒙古旧俗的阿里不哥，效法中原汉制的元王朝由此得以建立。旭烈兀遂重返中东波斯地区创建伊尔汗国并表示效忠忽必烈，忽必烈将伊尔汗国设为西部屏藩。
钓鱼城之战由于同时对蒙古西征和元朝的建立产生了深远影响，深刻影响到此后亚、非、欧三大洲的历史进程，因此被誉为是改变了世界历史走向的战争。那么这是怎样一场战争呢？双方战前的实力对比如何呢？在钓鱼城之战之前蒙古大军已灭亡西夏和晋国，西征花剌子模和罗斯诸公国，一时间蒙古铁蹄踏遍从东方的黄河岸边直到欧洲多瑙河畔的土地，成为威震欧亚大陆的一支强大力量；反观南宋方面仍延续着自宋代开国以来的积贫积弱状态。南宋宝祐六年（1258年）蒙哥大汗挟西征欧亚非40余国的威势分兵三路伐宋，此时的蒙哥被惊恐万状的欧洲诸国誉为"上帝之鞭"，他亲率一路人马大举进犯四川。次年2月由蒙哥亲率的这支蒙古大军月兵临潼川府路合州钓鱼城下，这时的蒙哥丝毫没把以文弱著称的南宋王朝放在眼中，他甚至认为对方不过是蒙古人手下败将金国人的手下败将。
钓鱼城建立在合川城东5公里的钓鱼山上，相对高度约 300米，山下乃嘉陵江、渠江、涪江三江汇流之处，其南、北、西三面皆环水，只有东面的空缺可经水路和陆路通达四川各地，从而与四川地区的其他各城寨形成首尾相顾之势。可以说钓鱼城虽小，却对整个四川地区的抗蒙战争具有战略性的重要意义，正因为如此也使这座小小的城寨成为双方争夺的要点。一开始蒙哥挟西征之余威试图兵不血刃拿下钓鱼城，于是派宋军降将前往钓鱼城招降守军主将王坚，不为所动的王坚以斩杀来人作为回应。1259年2月2日蒙古军渡过渠江，在钓鱼城下扎营并开始正式攻城，然而城中的南宋守军依托城墙顽强据守，到了2月9日蒙古东道军史天泽部赶到钓鱼城下同蒙哥亲率的军团会合，蒙古军的实力更加增强。即使如此蒙古大军围攻小小的钓鱼城直到四月三日仍未拿下，就在这一天下起了瓢泼大雨，于是蒙古军暂停攻势转而围困钓鱼城。大雨一下就是二十余日，直到四月二十二日雨停之后蒙古军集中兵力重点进攻护国门并一度登上外城，但又在宋军的顽强反击下被迫退走。蒙古军顿兵钓鱼城下始终一无所获，到了六月蒙古骁将汪德臣被钓鱼城中射出的飞石击中，不久死于缙云山寺庙中。
汪德臣死后蒙古军士气失落，加之此时正是酷暑季节，来自北方的蒙古军对南方的酷暑难以适应，一时间蒙古军中暑热、疟疠、霍乱等疾病大为流行；相比之下钓鱼城尽管被围困数月，却依然物资充足--有一天南宋守军甚至将重15公斤的鲜鱼两尾及蒸面饼百余张抛给城外蒙军并投书蒙军称：即使再守10年，蒙军也无法攻下钓鱼城。就在这时身为大汗的蒙哥竟死于军中，彻底导致军心涣散，最终不得不撤围而去。关于蒙哥的死因至今仍有争议：有的认为是死于水土不服引起的疾病，有的认为是在战斗中被南宋守军所伤致死，无论如何总之蒙哥是死了。随后蒙古内部爆发了忽必烈和阿里不哥争夺汗位的内战，暂时放松对南宋的攻势，使宋祚得以延续20年之久。钓鱼城的失利令蒙哥抱憾终身，故而曾留下遗言：日后攻下钓鱼城，当尽屠城中之民。谁知小小的钓鱼城一守就是二十年，甚至蒙古军都进入南宋都城临安了，甚至宋恭宗和谢太后都投降了，甚至连宋王朝最后一点残余的力量也在崖山海战中覆灭后蒙古军仍没拿下钓鱼城。此时南宋王朝已然灭亡，钓鱼城已是一座不能获得任何补给的孤城，最后守将王立在以不可杀城中百姓一人为条件降元，忽必烈答应了这一条件，随后钓鱼城开城投降，32名（一说36名）守将全部自刎殉国。
