陆秀夫慷慨陈词的演讲，深深地打动着众人，大家又重新聚拢起来，愿同舟共济，誓死复兴宋王朝。陆秀夫与群臣商量，拥立卫王赵昺为帝，改元祥兴。陆秀夫在危急存亡之际，受命接任左丞相，与太傅张世杰撑持危局，挽狂澜于既倒。

六月，行朝移居到厓山。

厓山保卫战，是宋元的最后一战，从此宋元无战事。这次海战，也是中国历史上极其悲怆的战役，赵宋王朝最后灭亡。

厓山位于广东新会县南80里大海中，与奇石山遥遥相对，势如两扉，潮汐湍急，易守难攻，是天然的堡垒。行朝登陆后，张世杰立即派兵进山伐木，造房修舰，建宫室3000间。陆秀夫安顿君臣住下，筹划军国大事，迎接即将到来的恶战。

元征南大将张洪范奏言忽必烈：南方赵昺称帝，闽、广百姓蜂起响应，如不及时剿灭，恐为大患。忽必烈急于实现一统江山，当即委任张洪范为元帅，赐尚方宝剑，全力进剿。张以李恒为副帅，发精兵两万，分水陆两路进兵。

陆上，张洪范部将生擒势单力薄的文天祥，陆上宋兵被消灭净尽。元军直逼广州沿海，堵死了赵昺登陆的路，也切断了行朝和陆上的任何联系，水师直逼厓山。

有人向张世杰建议突围，选择机会强登上陆，或许还有回旋余地。张世杰不同意。他知道，士卒海上颠簸，九死一生，军心浮动，一旦登陆，难免溃散。他要作背水一战。

张世杰下令烧毁岛上的所有建筑，全部人马登舟，依山面海，将千艘战舰用粗大缆绳连环起来，结成一字长蛇阵，又在四周高筑楼栅，宛如城堞。赵昺的龙船安置在中间。这阵势，已明示全军，生死存亡，在此一战。

元军切断了行朝淡水运输线。宋军只得吃干粮，喝海水，大量病亡，战斗力微弱。

张洪范针对敌情，要火烧连营。他仿效东吴周瑜的做法，将艨艟斗舰，满载油膏，乘风纵火，想一举取胜。岂料，陆秀夫、张世杰早有防备：舰船厚土灰泥，两边有长木撑持，元军火船无法靠近，全部自燃沉海。

巧计不成，只得硬攻。海上行朝处在张洪范和李恒南北夹击之中。

祥兴二年（1279年）二月初六，云压楼船，海浪如山。对峙两军都高度紧张。宋军四周包围着四支威猛的元军。陆秀夫和张世杰做好了分工，他负责近卫皇帝，张世杰指挥战斗，各自严阵以待。

早潮退去的时候，陆秀夫发现元军顺流作试探性地攻击。张世杰率部抵抗。元军退去。及至中午，潮水猛涨，局势渐趋平静。陆秀夫和张世杰正商议退敌之策，忽听元军帅船鼓乐齐鸣。陆、张不知道这是敌军发动进攻的信号，以为是元军战斗间隙饮酒作乐呢，就放松了警惕。不料，鼓乐起处，四面元军呐喊声起，千舰齐发，合围过来。陆、张才知中计了。这决定行朝命运的最后一搏不可避免地爆发了。陆、张紧急分工，陆秀夫贴身皇帝周围，张世杰驱舰指挥，迎击敌人。

也是天该灭行朝。张世杰还没有来得及有效地组织起抵抗，狂风里，宋军船队中突然有一艘战船的桅顶绳断旗落，顷刻之间，几乎所有舰船的樯旗也随之纷纷飘落。宋军一片惊慌失措。张世杰见旗落兵散，大势已去，急忙调集亲兵，砍断缆绳，寻机轻装冲开血路，杀出重围。

一直在皇帝身边观察战况的陆秀夫见此情景，知道势难挽回，他万分绝望地紧紧抱住惊恐万状的小皇帝。舱外风雨大作，咫尺之间，难辨敌我。突然间，一只小船向他靠近过来，几个士兵大喊着说受张世杰之命，要接幼帝转移。陆秀夫深恐有叛徒趁机向元军卖主求荣，又担心轻舟难以躲过元军蛛网般的战舰，招致幼帝被俘或遇难，就果断拒绝了来者的请求。

幼帝赵昺的座船极其笨重，又与其他舰船环结，估计逃脱已十分困难。陆秀夫当机立断，决心以身殉国。他盛装朝服，手仗利剑，催促着妻子投海自尽。接着，他来到幼帝赵昺面前，双膝跪下，满脸凝重，恭恭敬敬三叩首，说：“臣等不才，中兴之路绝矣。我大宋江山的徽宗、钦宗、恭帝因投降受尽了北人的屈辱。陛下不应重蹈旧路，当为国死难。”

惊恐万状的幼帝似懂非懂地摇摇头又点点头。陆秀夫再次跪下向幼帝三叩首，趴在地上，让幼帝爬上他的后背。陆秀夫站起来，用白色的绸带把幼帝和自己的身躯一遍又一遍紧紧地缠在了一起，然后，一步一步地走向船舷，走向舵楼，环顾烟雨，纵身一跃，消失在海天苍茫之中，永远地消失在海天苍茫之中……

杨太后听说儿子赵昺死去，也悲痛地纵身赴海。

夜幕下突围而出的张世杰听说陆秀夫缚帝殉难的噩耗后，悲痛不已。他步履沉重地登上舵楼，俯视残损舰船，焚香告天说：“我张世杰为宋室江山，亦鞠躬尽瘁死。一君亡，复立一君，如今又亡。事已至此，天意吗？天意啊。”说完，纵身入海。滚滚波涛，又接纳了一位忠魂。