这支水军由5000艘舰船、70000人组成,他们在包围线的上游和下游进行训练,训练进行到一定阶段后,又与陆上各支军队联动起来进行了数次整体军事演习。襄樊郊外已然化身成了蒙古“水陆大军”的演习场。
蒙古大军不同于以往,摆出了长期驻留的态势,这一消息传到了南宋朝廷后,引起了极大的震恐。南宋宰相贾似道深知襄阳对于宋帝国的重要性,前后两次派出援军北上,但都被蒙古军击退。咸淳七年(1271年)六月,贾似道再次派出由范文虎率领的10万水陆机动部队,沿着汉水启程北上,这支部队可谓是南宋的王牌军团。
蒙古人其实一直在等着这一天的到来。在纯骑兵、步骑混合兵、纯步兵三种陆战部队的基础上,再加上新组编的水军,蒙古军利用各个要塞、堡垒布开了巨大的作战阵地,因而南宋军队此举无异于自投罗网,水陆皆遭大败,主力全部覆没,范文虎只身逃跑。
南宋由此一举陷入劣势。由于王牌部队被蒙古军击溃,整个南宋陷入了恐慌之中。之后南宋作为一个国家、政权,采取的任何援救行动(有一些取得了成功)都没有能够挽回局面。
在这段艰难的日子里,吕文焕里一边鼓励着被团团包围孤立无援的两城将士、百姓,一边苦苦支撑着局面。
而忽必烈这时开始投入使用新兵器“回回炮”。
南宋咸淳九年(1273年)一月,在樊城郊外出现了一架庞大的投石机,巨大的石弹摧毁了樊城的城墙,蒙古大军由此杀入城中,樊城陷落了。随后,搬入樊城之中的投石机将目标瞄准了襄阳。
可怕的巨大石弹轻松越过了宽广的汉水河面,从上空向襄阳袭来。位于襄樊两市之间的汉水也有七百到八百米宽,而当时这一武器至少具备了这样的飞行距离。而与弓矢、弩炮、火器不同,它的攻击根本无法抵挡。在可以逐一击破城楼、兵舍、民宅,并横扫所有守军、百姓的这一新兵器的恐怖威力之下,吕文焕开始想要放弃了。最终,在第二年二月,以保全全军、全体百姓的性命为条件,吕文焕开城投降了。
忽必烈对襄阳极尽优待,不仅按照之前的约定不杀一兵一民,还反而任命吕文焕为“襄汉大都督”,拥有汉水流域绝对的军事权力,其麾下将士也被授予忽必烈直属的“侍卫亲军”的地位,并和从前一样由吕文焕统领指挥。