可就在义军们入城之后，又得到一个消息，他们需要再次杀出重围，将主力援军接应进来。

而率领主力援军的将领，依然还是范文虎。

此时张顺已死，张贵便负责统领剩余的义军，他深知己方兵少，再加上元军在受挫之后必然会加强防守，于是没有贸然行动，先派斥候趁夜潜出城外，与范文虎取得联系，双方约定在龙尾洲会面。

但令张贵没想到的是，就在义军的斥候刚刚带着消息返回襄阳复命的时候，本应在龙尾洲接应的范文虎却因在此听到了一阵鸟叫，就误以为是元军来攻，惊吓之余，竟率军后撤了三十里。

更可悲的是，因为范文虎一败再败，其麾下将士军心涣散，在他撤退的过程中，不断有逃兵脱离队伍，却纷纷落入了巡逻的元军手中，将这个消息泄露了出去。

阿术在得知消息之后，急忙命人严密监视范文虎部，而后又派一支人马换上宋军的盔甲旗帜，假扮接应的宋军在龙尾洲等待义军送上门来。

可怜张贵所率的义军，历经连番苦战之后本就未曾休整，此刻又血战数十里路来到龙尾洲，本以为能得到友军的接应，谁知等来的却是以逸待劳的元军，在未曾防备之下全军覆没，张贵身受数十创被俘，阿术钦佩此人忠勇，想要招降他，却引来他的破口大骂，最终不屈而死，但阿术依然很佩服他，命四名南宋降兵护送张贵的尸体前往襄阳，吕文焕将这四名降兵斩杀，并为张顺、张贵二人立庙以示祭奠。

至此，宋军再也无力救援襄阳，襄樊彻底沦为了弃子。

至元九年（1272年）正月，襄阳城已经被围五年，城中资源接近枯竭，吕文焕心中焦急，每日皆登城观察敌情，却正巧发现刘整在城外跃马邀战，于是吕文焕命弩手设伏，趁刘整不备之际将其射落马上，却被其随行的部下救走，幸免于难。

但这一举动却深深刺激了城外的元军，在阿术的指挥下，元军不计损失地朝襄樊二城发起了进攻。

三月，元军攻破樊城外郭，斩首两千级，擒南宋裨将以上将官十六人，并且完全切断了襄阳与樊城之间的联系，使得二城再也无法互相支援。

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十二月，李庭芝设计离间元军内部，散布消息说刘整与南宋暗通款曲，准备叛元归宋，但却没有成功，为了表达忠心，刘整亲自率军进攻樊城，并首次动用了忽必烈从伊利汗国征召而来的工匠阿老瓦丁与亦思马因刚刚改良的‘回回炮’（巨型投石机，因首次作战就用于襄阳，也被称为襄阳炮，因威力巨大，亦称巨石炮），在重达一百五十斤的巨石狂轰滥炸之下，仅用不到十日便彻底攻占了樊城，守将范天顺、牛富力战身亡，跟随刘整一同作战的将领阿里海牙（畏吾儿人，曾担任忽必烈的宿卫）下令屠城。

至元十年（1273年）正月，忽必烈亲自下诏招降吕文焕，并令阿术视情况随机应变，阿术遂命阿里海牙携带‘回回炮’轰击襄阳城，给吕文焕施加压力。

此时的襄阳城内，虽然尚且还有余粮可供食用，但军械甲衣已断绝供应，所穿的衣物大多破损，烧火做饭的薪柴也彻底断绝。

但这一切都没难倒吕文焕，他下令将家中死人时才会穿的麻衣都拿出来穿在身上，而后拆除民居的房梁烧火，以此来继续坚持守城。

眼见襄阳城坚守不降，差点被他射死的刘整十分高兴，他生怕吕文焕投降，自己就没法报仇雪恨了，于是便主张彻底毁灭襄阳城，活捉吕文焕来泄愤。

但还不等阿术说话，阿里海牙便出言否定了这个提议，他认为以目前的局势来看，襄阳已经没有继续坚守下去的必要了，吕文焕至今仍然不降，只不过是待价而沽，想要获得更高的爵位和更好的待遇罢了，此时若逼迫太狠，弄不好就会激化矛盾，若是吕文焕狗急跳墙，依仗襄阳的城坚壕深，顽强死守，元军定会损失惨重。

所以他的意见是继续劝降，这一意见也得到了阿术的赞同，于是阿叔命麾下大将轮番上阵，先是由阿里海牙、张宏、张庭珍等人出马轮番在城下喊话，而后更是派出一支劝降使团入城与其面谈，并以满城军民的性命来劝说他，吕文焕所虑，其实就是担忧城中数万军民的性命，被使者一语正中下怀，于是便起了投降的念头。

而趁着面见吕文焕的期间，这支劝降使团又在城中四处联络吕文焕麾下的将领，或许之以高官，或许之以重利，让他们共同劝说吕文焕投降。

经过内外无数人的轮番劝说，吕文焕终于下定决心投降，但在双方约定好投降之日后又突然变卦，阿里海牙知道他是担忧元军是诱骗他投降，在入城之后会行屠城之举，遂亲自入城面见吕文焕，双方折箭盟誓作为担保，吕文焕这才放下心来，于二月二十四日，率满城军民出城投降，归顺元朝。