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後來，遇到了兩年的旱災，城裡的糧食全部被吃光了，孤立無援的釣魚城糧草消耗殆盡，這時元軍派人前來與王立談判。<ref>{{Cite Web|url= https://www.163.com/dy/article/G50989QD05433N65.html |title=南宋元朝钓鱼城之战？王坚豪言再守十年背后，藏着多少艰辛|date=2021-03-13|website=網易|accessdate=2022-11-06}}</ref> 王立在與元軍談判過程中，將不可殺城中一人作為唯一條件，堅守了20多年的釣魚城終於向元軍打開了城門。就在元軍進入城門的那一刻，守城的32名將領全部拔劍自刎，元軍進入後，一向視屠城為家常便飯的元軍信守了承諾，未傷害到釣魚城中軍民。

關於蒙哥死因，史載不一，有說是攻城時遭飛石擊中，重傷而亡，亦有一說是染疫而亡。此外，[[香港]][[金庸]]小説《[[神鵰俠侶]]》曾描述[[湖北]]襄陽城下[[楊過]]追擊蒙哥，用一塊拳頭大小的石塊正中蒙哥後心、令其登時斃命的場景。其實，大俠楊過此人實屬子虛烏有，蒙哥是死於四川釣魚城下而非湖北襄陽城下。

南宋方面，釣魚城之戰前，蒙古軍本以南下揮軍滅宋之勢，忽必烈後來自稱大汗，並在1271年創建元朝，1279年才滅亡南宋。這場戰役延長了南宋國祚約二十載。