开庆元年（1259）二月，蒙哥进驻石子山，亲自督阵攻城。从二月到五月，先后猛攻一字城和镇西﹑东新﹑奇胜﹑护国等城门以及外城，均被击退。六月，宋四川制置副使兼知重庆府吕文德率战舰千艘往援，为史天泽击败，退回重庆。蒙古军加紧攻城，仍不能破，其先锋大将汪德臣被击伤死去。接着，蒙哥亦被击伤，七月二十一日死于军中，蒙古军被迫撤围。蒙哥死后，蒙古贵族在汗位继承上发生火拼，在湖北前线的忽必烈匆忙北撤，争夺汗位。钓鱼城抗蒙的胜利，扭转了局势。此后，马千代替王坚为合州主将，景定四年（1263）张珏又代马千。张珏守合州，屡败元军。德佑元年（1275）王立又代张珏为合州安抚使，祥兴二年（1279）正月，王立降元，坚守三十余年的钓鱼城终于失陷。

从南宋宝祐六年至开庆元年（蒙古帝国蒙哥汗八年至九年，1258年—1259年），在蒙哥攻宋之战中，宋将王坚及副将张珏扼守钓鱼城（今重庆市合川区城东五公里左右钓鱼山上），抵抗蒙古军进攻的著名要塞防御战。

宝祐六年（1258）七月，蒙哥汗统兵4万，号10万，自六盘山（今宁夏境）分兵三路进攻四川。十二月，攻占川西、川北大部州县，进抵武胜山（今武胜县城附近），准备进攻潼川府路合州，宋将余玠已将合州治所移于钓鱼城。钓鱼城坐落在今重庆市合川区城东5公里的钓鱼山顶，其山突兀耸立，相对高度约300米。处嘉陵江、渠江、涪江汇合处，南、北、西三面环水，壁垒悬江，城周十二三里，均筑高数丈的石墙，南北各建一条延至江中的一字城墙；城内有大小池塘13个，井92眼，可谓兵精粮足，水源充足；江边筑设水师码头，布有战船，上可控三江，下可屏蔽重庆（今重庆市），是支撑四川战局的防御要塞，地势十分险要。蒙哥派降将晋国宝入钓鱼城招降，被王坚所杀。九年正月，蒙哥汗恃其兵强马壮，不纳术速忽里避开坚城，迂回夔州、万东下的建策，无视天候、地理的不利条件，决心攻下钓鱼城。遂遣诸王末哥攻礼义山城（今渠江东北，俗称三教寺寨），曳剌秃鲁雄攻平梁山城（今四川巴中西），命宋降将杨大渊率军突袭合州旧城，切断外围诸城与钓鱼城的联系。同时，令四川都元帅纽璘自成都趋涪州蔺市（今重庆市涪陵区西）造浮桥，断绝宋援。又在铜罗峡据险为垒，阻遏重庆宋军北进。

1259年二月二日，蒙哥汗率军渡过鸡爪滩（今钓鱼城东北鸡心石），驻于城东石子山。三日，蒙哥亲督诸军攻钓鱼城。七日，蒙军攻一字城墙。九日，蒙军猛攻镇西门，不克。这日，蒙古东道军史天泽率部也到达钓鱼城参战。三月，连续进攻城东之东新门、奇胜门、镇西门、小堡等处，但在宋守城军民顽强抗击下，均遭失败。四月三日，连降大雨20天。二十二日初晴，蒙古军偷袭城南护国门未逞。次日深夜，攻破城北出奇门至嘉陵江一侧的一字城，但被王坚率勇士力战夺回。宋理宗闻讯，下诏嘉奖，鼓励合州军民。钓鱼城久攻不下，蒙哥汗命诸将“议进取之计”。术速忽里认为，顿兵坚城之下是不利的，不如留少量军队困扰之，而以主力沿长江水陆东下，与忽必烈等军会师，一举灭掉南宋。然而骄横自负的众将领却主张强攻坚城，反以术速忽里之言为迂。蒙哥汗未采纳术速忽里的建议，决意继续攻城。蒙军大举攻蜀南宋对四川采取救援行动，但增援钓鱼城的宋军为蒙军所阻，始终未能进抵钓鱼城下。尽管如此，被围攻达数月之久的钓鱼城依然物资充裕，守军斗志高昂。一日，南宋守军将重15公斤的鲜鱼两尾及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。相形之下，城外蒙军的境况就很糟了。蒙军久屯于坚城之下，又值酷暑季节，蒙古人本来畏暑恶湿，加以水土不服，导致军中暑热、疟疠、霍乱等疾病流行，情况相当严重。六月初，四川制置副使吕文德率战船万艘，溯江而上，冲破蒙古军的封锁进入重庆。后又率舰千余艘沿嘉陵江北上，救援合州，至三槽山西，遇蒙古军阻截。经略使史天泽分军为两翼，跨江侧射，亲率舟师顺流纵击，夺宋战船百余艘，击退其援军，乘势追至重庆而返。时天气大热，瘟病流行，蒙古军战斗力大减。王坚乘机多次夜袭蒙古军营地，使其人人惊恐，夜不得安。初五日晨，蒙古军前锋元帅汪德臣率军乘夜突破外城马军寨，王坚率兵拒战。天将亮时，下起雨来，蒙军攻城云梯又被折断，被迫撤退。蒙军攻城5个月而不能下，汪德臣遂单骑至钓鱼城下劝降，被城上飞石击中，不久死于缙云山寺庙中。蒙哥汗大怒，命军在东新门外筑台建楼，窥探城内虚实以便决战。七月二十一日，蒙哥汗亲临现场指挥，中飞石受伤。二十七日，卒于军中（一说染病而死）。蒙古军遂撤围北还。

宋蒙（元）战争从公元1235年全面爆发，至1279年崖山之战宋室覆亡，延续近半个世纪，它是蒙古势力崛起以来所遇到的费时最长、耗力最大、最为棘手的一场战争。发生于1259年的潼川府路合州钓鱼城之战，则是其中影响巨大的一场战事。1234年宋、蒙联合灭金后，南宋出兵欲收复河南失地，遭蒙军伏击而失败。1235年，蒙军在西起川陕、东至淮河下游的数千里战线上同时对南宋发动进攻，宋蒙战争全面爆发。至1241年，蒙军蹂躏南宋大片土地，而四川则是三大战场（另两个为京湖战场——今湖北和河南一带、两淮战场——今淮河流域一带）中遭蒙军残破最为严重的一个地区。这年蒙古窝阔台汗去世，其内部政争不断，对南宋的攻势减弱。南宋由此获得良机，对各个战场的防御进行调整、充实。

1242年，宋理宗派遣在两淮抗蒙战争中战绩颇著的余玠入蜀主政，以扭转四川的颓势，巩固上流。余玠在四川采取了一系列政治、经济和军事措施，其中最重要的是创建了山城防御体系。即在四川的主要江河沿岸及交通要道上，选择险峻的山隘筑城结寨，星罗棋布，互为声援，构成一完整的战略防御体系。钓鱼城即是这一山城防御体系的核心和最为坚固的堡垒。

钓鱼城坐落在今重庆市合川区城东5公里的钓鱼山上，其山突兀耸立，相对高度约300米。山下嘉陵江、渠江、涪江三江汇流，南、北、西三面环水，地势十分险要。这里有山水之险，也有交通之便，经水路及陆上道，可通达四川各地。彭大雅任四川制置副使期间（1239—1240年），命甘闰初筑钓鱼城。

1243年，余玠采纳播州（今遵义）贤士冉琎、冉璞兄弟建议，遣冉氏兄弟复筑钓鱼城，移合州治及兴元都统司于其上。钓鱼城分内、外城，外城筑在悬崖峭壁之上，城墙系条石垒成。城内有大片田地和四季不绝的丰富水源，周围山麓也有许多可耕田地。这一切使钓鱼城具备了长期坚守的必要地理条件以及依恃天险、易守难攻的特点。1254年，合州守将王坚进一步完善城筑。四川边地之民多避兵乱至此，钓鱼城成为兵精食足的坚固堡垒。

1251年，蒙哥登上大汗宝座，稳定了蒙古政局，并积极策划灭宋战争。蒙哥为成吉思汗幼子拖雷的长子，曾与拔都等率兵远征过欧、亚许多国家，以骁勇善战著称。1252年，蒙哥命其弟忽必烈率师平定大理，对南宋形成包围夹击之势。

1257年，蒙哥汗决定发动大规模的灭宋战争。蒙哥命忽必烈率军攻鄂州（今武昌），塔察儿、李璮等攻两淮，分宋兵力；又命兀良合台自云南出兵，经广西北上；蒙哥则自率蒙军主力攻四川。蒙哥以四川作为战略主攻方向，意欲发挥蒙古骑兵长于陆地野战而短于水战的特点，以主力夺取四川，然后顺江东下，与诸路会师，直捣宋都临安（今杭州）。

1258年秋，蒙哥率军4万分三道入蜀，加上在蜀中的蒙军及从各地征调来的部队，蒙军总数大大超过4万之数。蒙军相继占据剑门苦竹隘、长宁山城、蓬州运山城、阆州大获城、广安大良城等，迫近合州。蒙哥汗遣宋降人晋国宝至钓鱼城招降，为宋合州守将王坚所杀。宋开庆元年（1259年）二月二日，蒙哥汗率诸军从鸡爪滩渡过渠汇，进至石子山扎营。三日，蒙哥亲督诸军战于钓鱼城下。七日，蒙军攻一字城墙。一字城墙又叫横城墙，其作用在于阻碍城外敌军运动，同时城内守军又可通过外城墙运动至一字城墙拒敌，与外城墙形成夹角交叉攻击点。钓鱼城的城南、城北各筑有一道一字城墙。九日，蒙军猛攻镇西门，不克。这日，蒙古东道军史天泽率部也到达钓鱼城参战。三月，蒙军攻东新门、奇胜门及镇西门小堡，均失利。从四月三日起，大雷雨持续了二十天。雨停后，蒙军于西月二十二日重点进攻护国门。二十四日夜，蒙军登上外城，与守城宋军展开激战。《元史·宪宗纪》称“杀宋兵甚众”，但蒙军的攻势终被宋军打退。五月，蒙军屡攻钓鱼城不克。蒙哥率军入蜀以来，所经沿途各山城寨堡，多因南宋守将投降而轻易得手，尚未碰上一场真正的硬仗。因此，至钓鱼山后，蒙哥欲乘势攻拔其城，虽久屯于坚城之下，亦不愿弃之而去。尽管蒙军的攻城器具十分精备，奈何钓鱼城地势险峻，致使其不能发挥作用。

钓鱼城守军在主将王坚及副将张珏的协力指挥下，击退了蒙军一次又一次的进攻。千户董文蔚奉蒙哥汗之命，率所部邓州汉兵攻城，董文蔚激励将士，挟云梯，冒飞石，履崎岖以登，直抵其城与宋军苦战，但因所部伤亡惨重，被迫退军。其侄董士元请代叔父董文蔚攻城，率所部锐卒登城，与宋军力战良久，终因后援不继，亦被迫撤还。然而骄横自负的众将领却主张强攻坚城，反以术速忽里之言为迂。蒙哥汗未采纳术速忽里的建议，决意继续攻城。然而，面对钓鱼坚城，素以机动灵活，凶猛剽悍著称的蒙古骑兵却不能施其能。六月，蒙古骁将汪德臣（原为金臣属）率兵乘夜攻上外城马军寨，王坚率兵拒战。天将亮时，下起雨来，蒙军攻城云梯又被折断，被迫撤退。蒙军攻城5个月而不能下，汪德臣遂单骑至钓鱼城下，欲招降城中守军，为城中射出的飞石击中，汪德臣因重伤，不久死于缙云山寺庙中。

蒙哥闻知死讯，扼腕叹息，如失左右手。汪德臣之死，给蒙哥精神上以很大打击，钓鱼城久攻不下，使蒙哥不胜其忿。蒙军大举攻蜀后，南宋对四川采取了大规模的救援行动，但增援钓鱼城的宋军为蒙军所阻，始终未能进抵钓鱼城下。尽管如此，被围攻达数月之久的钓鱼城依然物资充裕，守军斗志昂扬。一日，南宋守军将重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。相形之下，城外蒙军的境况就很糟了。蒙军久屯于坚城之下，又值酷暑季节，蒙古人本来畏暑恶湿，加以水土不服，导致军中暑热、疟疠、霍乱等疾病流行，情况相当严重。据《马可波罗游记》和明万历《合州志》等记载蒙哥汗被炮石击中身负重伤，不久不治身亡。

七月，蒙军自钓鱼城撤退，行至金剑山温汤峡（今重庆北温泉），蒙哥汗逝世。据《元史》本传及元人文集中的碑传、行状等所载，不少随蒙哥汗出征的将领战死于钓鱼城下，由此可以想见钓鱼城之战之酷烈及蒙军损失之严重。

蒙哥汗在钓鱼城下的败亡，其影响是十分巨大的：

首先，它导致蒙古这场灭宋战争的全面瓦解，使宋祚得以延续20年之久。进攻四川的蒙军被迫撤军，护送蒙哥汗灵柩北还。率东路军突破长江天险，包围了鄂州的忽必烈，为与其弟阿里不哥争夺汗位，也不得不撤军北返。从云南经广西北上的兀良合台一军，一路克捷，已经进至潭州（今长沙）城下。由于蒙哥之死，该军在忽必烈派来的一支部队的接应下，也渡过长江北返。蒙古的南北两支军队基本上是按预定计划进军的，只因西边主攻战场的失败而功亏一篑。

其次，它使蒙军的第三次西征行动停滞下来，缓解了蒙古势力对欧、亚、非等国的威胁。1252年，蒙哥汗遣其弟旭烈兀发动了第三次西征，先后攻占今伊朗、伊拉克及叙利亚等阿拉伯半岛大片土地。正当旭烈兀准备向埃及进军时，获悉蒙哥死讯，旭烈兀遂留下少量军队继续征战，而自率大军东还。结果蒙军因寡不敌众而被埃及军队打败，蒙军始终未能打进非洲。蒙古的大规模扩张行动从此走向低潮。因此，钓鱼城之战的影响已远远超越了中国范围，它在世界史上也占有重要的一页。

其三，它为忽必烈执掌蒙古政权提供了契机，对中国历史发展产生了重大影响。蒙哥汗是一位蒙古保守主义者，他所施行的仍然是传统的政策。这种带有浓厚的蒙古部族和西域色彩的政策，已极不适应统治广大中原汉地的需要。而忽必烈则是蒙古统治集团中少有的倾慕汉文化之士。蒙哥即汗位后，忽必烈受任掌理漠南汉地，他大力延揽汉族儒士，极力推行汉化政策，取得很大成效。但却引起蒙哥汗及其保守臣僚的疑忌，忽必烈因而被罢了官，其推行的汉化政策也被迫取消。忽必烈登上大汗宝座后，继续推行其汉化政策，逐步改变蒙军滥杀的政策，使中国南部的经济和文化免遭更大的破坏。

蒙哥汗曾留下遗言，日后攻下钓鱼城，当尽屠城中之民。1279年守将王立开城降元，以不可杀城中一人的条件，自愿放下武器，终止抵抗，钓鱼城才落入蒙古之手。钓鱼城作为山城防御体系的典型代表，在冷兵器时代，充分显示了其防御作用，它成为蒙古军队难以攻克的堡垒。中国人民革命军事博物馆古代战争馆特意制作了钓鱼城古战场的沙盘模型，以展示其在中国古代战争史上的重要地位。