尽管有了张贵的援军，但是襄阳的情况仍然十万火急。于是张贵紧急联系郢州的殿帅范文虎，打算南北夹击，为襄阳打开一条交通线。双方约定由范文虎带五千士兵在龙尾洲进行接应，等待与张贵会师。到了约定时间，张贵辞别吕文焕，带三千士兵沿汉水而下。然而在清点士兵时，张贵发现队伍中少了一位曾因犯事而被鞭笞的亲兵。张贵惊慌地对众兵道：“如今我们的计划恐怕已经泄漏了，现在只能尽快出兵，或许敌人还没来得及得到消息。”他们果断变更了作战计划，连夜放炮而行，杀出重围。另一边，元军的金兀术和刘整闻知张贵突围之事，便派了几万人将江面堵死。张贵一边杀敌一边指挥军队直奔龙尾洲而去，谁知龙尾洲已经被元军抢先占领了，双方在龙尾洲又进行了一场激战。宋军长途跋涉早已疲惫不堪，很快就落败，张贵也被元军所俘。后来张贵因不肯屈服而被杀，元军竟还命四名宋朝降卒抬着张贵的尸体到襄阳城示威，逼迫吕文焕投降。吕文焕怒杀降卒，并将张贵与张顺合葬在一起，建双庙进行祭祀。
樊城沦陷
为了尽快将襄樊收于囊中，元军于公元1272年秋季开始实行分割围攻的战略。元将阿里海牙提出：“樊城对于襄阳来说，就像嘴唇对于牙齿的意义一样。所谓唇亡齿寒，先攻下樊城，届时襄阳就不足为惧了。”为了切断襄阳的救援，元军大力进攻樊城。公元1273年初，元军分别自东北、西南两个方向进军樊城，忽必烈还派了回回炮匠来到前线搭建炮台攻城。此外，元军一举烧毁襄樊之间的浮桥，如此一来，樊城彻底被孤立了。紧接着，刘整带战舰来到樊城之下，以回回炮轰击樊城西南角，并成功入城。当地守将牛富带兵巷战，但是最终还是因为敌众我寡失败了。牛富投火殉国，其偏将也选择了自焚而亡。自此，樊城彻底失陷。