经过蒙古军长期围困，汴京城（今开封，金国南京）已经成了一座内无粮草、外无救兵的孤城，金朝统治者又丧失了宝贵的民心，实在难以维持下去了。
窝阔台汗、拖雷摄政王北归避暑后，留大将速不台继续围攻汴京，蒙古军猛攻16昼夜，城中军民群情激奋，坚持抵抗，用当时较为先进的火器震天雷、飞火枪还击攻城的蒙古军，重创蒙军，城下尸积如山，血流成河。蒙古军久攻而不克，伤亡惨重，遂撤围而去，并暂允议和。
金廷喘了一口气，金哀宗又是宣布大赦，又是颁令改元，试图挽回人心；汴京解除戒严令，大开诸门，允许城中居民自由出入；金哀宗还派使臣奉金帛珠玉去蒙古军营答谢蒙军将帅许和“美意”；双方你来我往，煞是热闹。
据《金史》记载，蒙军退去后，汴京城中很快闹起了瘟疫，因染上瘟疫而死者众多，仅50日内诸门送出城外埋葬的死者就多达90余万（彼时开封户籍人口已有百余万 ）。
蒙古大将速不台率领的军队，虽然暂时停止了对汴京的围攻，但并未退回漠北， 而是分散驻扎在河南各地，随时都有可能卷土重来。
天兴元年7月，蒙古再派使者唐庆率30余人的使团来汴京招降 ，逼迫金朝投降，要求金哀宗去帝号称臣，亲自去蒙古谒见窝阔台大汗。
7月5日夜，性情鲁莽暴躁的飞虎军军士申福、蔡元等30多人，因忍受不了蒙古使臣的傲慢无礼，以为议和不仅屈辱且终将失败，不如杀之以逞一时之快。于是他们手持兵器，擅自在深夜时分闯入驿馆，将酣睡中的蒙使唐庆和他的两个弟弟以及17位随从人员杀害。事后，哀宗竟免治其罪，并且犒赏申福、蔡元等飞虎军军汉。
军士不顾大局，怒杀蒙古来使，蒙、金之间的议和局面彻底破产了。一部分有识之士对此十分忧虑，他们知道，擅杀蒙使，通往和平的大门已经关闭，一场塌天大祸即将降临。
金哀宗也在加紧调兵入援，以巩固京师防御。8月，参知政事、邓州行省完颜思烈和恒山公武仙等在南阳收拢了10万溃兵，自汝州入援汴京，行至郑州密县以东的京水时与速不台率领的蒙军主力遭遇，因完颜思烈急于进京，惶急间又指挥失误，10万人马被速不台迅速击溃。
被重新起用的枢密使赤盏合喜正率兵一万出迎完颜思烈，听到思烈部大溃的消息后立刻抛弃粮草辎重，连麾下一万兵马也不管不顾，连夜逃回汴京。所幸的是速不台并未派军追击，赤盏率领的一万兵马方才幸免罹难，于次日拂晓侥幸回到京师。金哀宗将赤盏合喜贬为庶人。
其实，当时京师面临最深刻的危机，并不是兵力不足，而是粮食不济。闰9月，汴京城中粮食逐渐匮乏。
此后汴京粮食紧缺，朝廷又多次搜刮民间存粮，百姓只好吃树皮、草根，连鼠雀都被吃尽，以至“京师人相食（易子而食，人吃人）”。就在不久前停战后的次月，开封城曾经流行了一场长达5个月的大瘟疫，夺去了近百万人的生命（金史、蒙鞑事略、元史都有记载）。5个月后，城中又闹起了粮荒，饥饿和瘟疫一样又一次袭击了汴京开封府，人们一个接一个倒毙成为饿殍，死者相枕籍，不论贫富贵贱俱束手待毙。有著名文人元好问是事件亲历者，曾撰诗曰：“郁郁围城度两年，愁肠饥火日相煎”。穷愁末路的绝望感溢于言表。
到最后，城中粮尽，居于金字塔顶端的金哀宗完颜守绪也开始三餐不继了。他见汴京已不可为，决定离京出走。
1233年春天，金哀宗命参知政事兼枢密院副使完颜奴申、西路元帅崔立留守南京开封府（汴京），自率部分文武大臣出京奔归德（今河南商丘市睢阳区）而去。哀宗前脚刚走，崔立后脚便杀完颜奴申等人，向蒙军投降，速不台率大军入汴京。
哀宗一行在途中几次遭遇蒙军截杀，随扈将士死伤、溃散殆尽，狼奔豕突、惶惶如丧家犬的哀宗在白公庙狠心抛弃仍在拼死护驾的残兵败将，只带6、7个亲随乘船逃遁，好不容易才抵达归德。哀宗到归德后，坚守了几个月，但金军精锐早已不复存在，不可能再有外援，其内部又矛盾重重，悍将蒲察官奴跋扈，不听哀宗调遣，城中粮草又即将吃尽， 哀宗又决定弃城他走。1233年6月，金哀宗离开归德，辗转来到蔡州（今河南汝南），还派使者约各道遣师入蔡，却应者寥寥。哀宗还整饬朝政，以图恢复。但留给他的时间已经不多了。
蔡州地处淮河的支流汝河之畔，与南宋接壤。当初在归德时，金哀宗听说过蔡州城池坚固，兵精粮足，才决意来到这里的。可实情并非如此，蔡州无险可守，守军也不多，还面临着来自宋军的威胁，形势十分不利。金哀宗到蔡州后，任用完颜重德（完颜忽斜虎）主持军政，重德收拾溃兵、整顿兵马、修缮兵器，还严肃军纪，严明罚赏，企图重整旗鼓，重振军威。虽然大势已去，金哀宗和完颜重德仍在做着悲壮而绝望的努力。
金哀宗看出蔡州易攻难守，打算在此休整一番后，率军西征，攻夺南宋的四川、云南等地，扩充地盘。金军虽然打不过蒙古，但对多年的手下败将宋朝依然保持着心理优势。
此时的蒙古军经过多年征战，虽然屡获胜利，自身也感到疲惫不堪，还深受粮草紧缺之苦，将士普遍思归，将领们也希望尽快结束这场旷日持久的战争，速不台等人经商议后，决定变“假（借）道于宋”的计划为“连宋伐金” 。
当年8月，蒙古都元帅塔察儿派汉族使者檝赴南宋，请宋朝提供粮食、军资器仗，又与宋约定两军夹攻蔡州，答应攻克蔡州后将中原之地还给南宋。
此时蒙金对抗的局势下，南宋的立场至关重要。如果南宋挺金，那么蒙古军的进攻就会有很大困难；如果南宋挺蒙，那么本已经虚弱无比的金就会迅速土崩瓦解。也许是“靖康之耻” 在宋人的脑海中留下了难以磨灭的印象，使他们忘记了唇亡齿寒的古训，决定出人出钱，联蒙灭金。
8月，宋军大举北上，围攻唐州（今河南南阳唐河），很快便攻取唐州。
9月，蒙宋继续夹击金朝，蒙古军由都元帅塔察儿率领逼近蔡州，他们在城四周筑起长长的高垒，日日耀兵城下，以恫吓、瓦解金军斗志。11月，南宋将领江海、孟珙率一万精兵抵达蔡州城下，他们还给蒙古军运来30万石粮食和一批攻城装备。蔡州被围困3个多月，城中粮尽，一旦守军饿肚子，蔡州必不攻自破，形势异常危殆。金哀宗下令杀御马50匹，官马150匹，让将士们填饱肚子。他还将许多御用的器皿赏赐给将士们。
金天兴3年（1234） 元旦，蒙古军在城外杀牛宰羊，犒赏大军，随即擂鼓列阵，摆开一副进攻架势。金哀宗知道他们即将攻城，把服侍自己的近侍们都派到四门助守，各级官员都补充到守军中去以加强守备力量。
《金史》记载，蒙古军围蔡州东西北三面，宋军围南面，几乎同时开始对蔡州城发动一次次猛烈的进攻。面对蒙宋联手夹攻，金兵的顽强抵抗也是可圈可点的。蒙古万户张柔在率军攻城时身中无数流矢，被射得像个刺猬似的；在南边发起攻击的宋军也遇到金军的凶猛抵抗。宋将郭山在混战中竟被金军生擒，多亏孟珙身先士卒，督军苦战，这才扭转颓势，攻夺了柴潭戍楼，俘虏了500守楼金兵。
金军虽然浴血奋战，顽强抵抗，但毕竟双方力量对比是如此悬殊，金哀宗心知无力回天，决心以死殉国。
史载，1234年2月19日 ，蒙古军在蔡州西城凿通五门，大军聒噪着涌入城中，完颜重德（忽斜虎）率残军与敌展开激烈巷战，战至傍晚，蒙古军稍稍退却，声称天亮后再战。
当晚，哀宗完颜守绪传位给宗室完颜承麟。次日一早，完颜承麟即帝位，剩余的文武官员到场称贺，仪式草草结束后，君臣立即披挂上阵，抵御卷土重来的蒙军 。彼时宋军也已经攻破南城，金守军残部死战不退，与联军进行激烈而残酷的巷战，血战从黎明一直持续到午后，街巷上尸骸狼藉，血流漂杵。
金哀宗见败局已定，便在居室中自缢而死。正率众与宋军苦战的金末帝完颜承麟闻讯，急忙前去哭祭。正在祭奠时，子城也被攻破，宋军鱼贯涌入，末帝完颜承麟在混战中被杀，在位仅1天。剩余的数百金军将士在参政孛术鲁娄氏、兀林答胡土、总帅王志、元帅王山儿、纥石烈柏寿、乌古论桓端的带领下全部投汝河自尽，无一降者。 立国120年的金朝名实俱亡（完颜阿骨打于1115年建立大金国 ）。
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