蒙哥統領西路軍初戰順利。他派紐璘等人為先鋒軍，在遂寧大敗南宋劉整的軍隊，接著進駐靈泉山和雲頂山，經過一番苦戰，終於占領成都。
蒙哥聽說紐璘占領成都，即留輜重於六盤山，委任重臣渾都海駐守。親率大軍分三道南進：蒙哥本人，由隴州入大散關；庶弟末哥率領一軍，由澤州入米倉關；萬戶孛裏叉率領一軍由漁關入沔州。
在成都的紐璘以密裏火者、劉黑馬等人留守，自將一萬五千騎兵沿沱江南下，渡馬湖江，進攻敘州，生擒宋將張實。
然後沿長江順流而下，至涪州，“造浮橋，駐軍橋南北，以杜宋援兵”。
蒙哥率領主力，一路過關斬將，元憲宗八年(1258),十月，順利進駐利州，與戍守利州的汪德臣會合。接著移師西南，在嘉陵江與白水江匯合處，由汪德臣造浮橋而渡。隨後，蒙哥進駐劍門，攻陷苦竹隘，然後沿嘉陵江南下。
十一月，占領長寧(今四川廣元西南),接著，順流東下，克鵝頂堡，進至大獲山(今四川蒼溪東),迫使宋將楊大淵率眾投降。
十二月，占領大良龍泉窯青釉龍紋大盤坪，宋將蒲元圭投降。
1259年初，蒙哥率全軍渡過雞爪灘，至石子山，包圍了四川合州的釣魚山城(今四川合川東)。
釣魚山城雄踞在嘉陵江岸邊，嘉陵江水洶湧潮湃，自北直奔釣魚山而來，繞山屈曲環西折南而流，形成釣魚山三麵環江的險峻形勢。
早在彭大雅任四川製置副使時，為了抗擊蒙古軍，就開始在釣魚山上築寨。到了餘蚧任四川製置使時，又命播州人冉進、冉璞兄弟主持修築釣魚城，並將合州治所遷到這裏，駐以重兵，以控扼嘉陵江要衝。
1254年，宋朝王堅任合州守將，為了防禦蒙古來攻，大規模修城設防，陝南、川北人民紛紛遷徙而來，釣魚城發展成為十多萬人的軍事重鎮。就在這時，蒙哥率領大軍攻至合州城下。