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若想横渡大江，席卷江南，必须将这两支棘手的水上部队除去。蒙哥的解决方式很简单，立下绝高的赏格，招募各国的能工巧匠为蒙古制造新式的舰船。
最后为蒙哥提供这种足以压制南朝的新式舰船的，是来自于高丽的水军匠人，他们向蒙古大汗献上了经过精心构思的全新战船样式，这种新式战船以普通的楼船为基础改建而成，将无用的船楼大幅缩小，代替其的是覆盖整个上甲板的用硬木制造的壳棚，就仿佛是海龟的背板一样。中间仅留有狭小的十字路以供通行，在战船四周装备铁制的尖角和利刃，让敌人的跳帮者难以靠近。在战船上搭载了蒙古最新的武器成果，用青铜铸造的长管火炮，根据宋朝方面间谍的估计，船上至少装备了十四到十六门跟宋朝方面小号熟铁将军炮相等的火炮，用以压制宋朝赖以自夸的远程火力。
这将是蒙古用来摧毁宋军精锐水师的王牌武器。舍此之外，蒙哥还征发了造船工匠数万人，民夫十余万人，打造了全新的战船七千艘，这是一个史无前例的数量，历史上历次进攻南朝的军队，多则不过三千艘，少则千余艘，使用的战船从无如今日这般数量众多。自然，时间紧迫之下这些船只规模都不大，多半只是小型桨船而已，但如此众多的船只足以将千军万马渡过浩荡的长江。在和宋朝的水军接战的时候，这些战船依然能够发挥群狼搏虎的优势，利用数量去围攻精锐的宋军战船。
对于蒙哥汗这样的布置大部分蒙古将军心中都没有底，他们不知道这么周密的准备和如此规模巨大的船队是不是真的能够撼动南朝赖以自固的水面优势，毕竟在过去十年里他们一直在水上吃亏，以至于所有人都默认为北方的水军就是不如南军，他们甚至采用了极端的作战方法，比如尝试着在汉水上修造堤坝来阻塞汉水，形成陆上通路，自然这样异想天开的想法很容易就被宋朝的水陆军协同作战所击破。
而南下之后发生的第一场水战，证明了蒙哥的想法是对的，以三十艘龟甲船为先锋的一千艘蒙古小型战船，在陆上弩炮和小型火炮的支援下，对前来试探的京湖水军一百余艘战船发起进攻，而这些战船的核心是二十艘洞庭炮舰，经过短促而激烈的交战，蒙古军在三年以来第一次战胜了强大的洞庭炮舰。这在心理上建构的支撑非比寻常，甚至当捷报传到太原的时候，整个斡耳朵内外都是欢呼声。
十艘洞庭炮舰被击毁或者俘获，宋军损失战船三十余艘，虽然战果不算丰硕，但毕竟是打破了洞庭炮舰无敌的传说。
接下来，蒙古大军水陆并进，开始向京湖腹地进发。
大军前进分为四路，都元帅纽磷率领马步军七万作为先锋，与正在围攻郢州的先头部队合流，除了仍旧以二万军继续攻打郢州之外，全部搭乘战船，沿汉水而下，直取鄂州城。都元帅按敦率领五万骑兵沿河护送，扫荡所有敢于前来阻止的宋朝部队。
又以元帅车里率领三万游击军进攻复州和黄州，对黄州驻扎的荆鄂都统司部队形成牵制，使其无法对鄂州进行及时增援。
以中书纳罕为第二队，率领马步炮兵十万，作为第一期围城部队，在鄂州外围展开包围线，修筑围城阵地，搭建炮台，挖掘壕沟，建设浮桥，专门等待主力军的到来。
最后是蒙哥亲率的十五万主力精锐，包括了蒙古在远西各国声威大振的西征军精锐部队，久在和林的怯薛主力军、以及忽必烈亲自训练的武卫军，随军则有江淮京湖经略使赵璧、江淮荆湖南北等路宣抚使杨惟中、宣抚副使郝经、荆南宣抚使廉希宪，将领方面，由两位亲王遂行指挥大权，分别是别勒古台的儿子罕秃忽和忽都虎的孙子莫哥都，他们二人再加上汪古部族长、驸马君不花，三个人形成了最贴近大汗的指挥核心团队。
在三人之下，配备有顺天万户张柔，河南经略使史天泽，天下质子军都元帅西域人阿里罕，右手军万户孛里叉，征行万户史枢（史天泽侄），襄阳军马万户党项人李贞，河东道行军万户李毂，弘吉剌部总管万户纳陈，东平路行军万户刘复亨，砲手水军都元帅薛军胜和总管砲手水军都元帅张忠仁，中都也可达鲁花赤契丹人耶律买哥、总管平阳两路达鲁花赤兼理诸色匠人捏骨伯、砲手军万户杨福等，各率本部人马，跟随大汗御驾出征。
除此之外，还有西域兵马数万人一同前来助战，其中最远的一支人马，甚至是自遥远的西海西岸的格鲁吉斯坦和亚美尼亚，其中格鲁吉斯坦提供精于骑射的弓骑兵二千五百人，亚美尼亚则是由派出了王子海尔根率领的精锐铁甲骑兵五百人。除此之外，高昌之亦都护（国王）马木喇得斤亦率领高昌及附近小邦西域畏兀儿兵一万余人前来助战。