1.端平二年至端平四年（1234年——1236年）
端平二年（1234年），阔端率领的蒙古大军由凤州攻打河池，揭开了攻打利州路的序幕。面对蒙军的攻势，四川安抚制置使赵彦呐等主将相率溃逃，利州路北部的阶、成、凤、西和等州相继陷落。其后蒙古军兵锋直至沔州，守将高稼认为“无沔则无蜀矣”，遂决意坚守沔州。但无奈部下何璘所属部众纪律散漫，蒙古军到来后，其众便率先溃散，蒙古军乘势攻下了沔州。
端平三年（1235年），阔端以塔海为元帅，汪世显为先锋，“合西夏、女真、回回、吐蕃、渤海军五十余万大至”，在蒙古军队强大的攻势下，宋利州路的领土不断沦陷，蒙古军“攻武休关，败都统李显忠军，遂入兴元，兴元府就此陷落。
2.嘉熙元年至淳祐十二年（1237年——1252年）
嘉熙元年（1237年）六月，鉴于多次攻打饶风关不下，蒙古军征行大元帅按竺迩决定采用迂回战略，先攻金州，再绕道攻打饶风关。经过苦战，金州都统和彦威战死，通判蹇彝“战不能敌，被擒，不屈服而死”，金州失陷。
随后蒙军继续攻打文州，知州刘锐与通判赵汝向固守城池，坚守两月有余，杀伤蒙军甚众。但无奈叛徒陈昱夜踰城投降了蒙军，文州守军寡不敌众，文州失陷。
在其后的进攻中，蒙古军队的攻势虽主要集中于潼川府路与夔州路等地，但对于利州路境内的隆庆府、巴州等地争夺也极为激烈。淳祐十年（1250年），一直以收复失地为己任的四川安抚制置大使余玠决定出兵北伐，收复已被蒙军攻占多时的利州路失地。北伐初期，宋军颇为顺利，接连攻陷了西县、中梁山等地，乘势围攻兴元府。兴元府一带的居民，很多都出来积极响应余玠。连原来投降蒙古的宋将王德新也“乘隙自阶州叛，执扈、牛二镇将，领众千余走江油”[ 《元史》卷一百二十一《按竺迩传》第2985页。]。但因宋军围攻兴元府久战不下，且北方的援兵也自陈仓道到达了兴元府下。余玠自知无力对抗援军，便连夜撤退，所占的地域复又沦陷于蒙古。
3.宝祐元年至德祐元年（1253年-1275年）
在这一时期内，蒙古军队多次攻击南宋残存的利州路辖区，双方互有胜负。在此之前宋蒙围绕利州进行过多次战争，使得利州“兵乱无宁岁，地荒民散者十有七年”。在蒙军的长期侵扰下，利州终被攻陷，并于宝祐元年，蒙古于此地“立利州治，设都元帅府”[ 《元史》卷六十《地理志三》第1437页。]。
在宝祐三年（1255年），蒙军万户刘七哥入侵巴州，宋军迎战，蒙军失利，刘七哥也被宋军包围，其部下速哥“驰入其军，夺刘七哥等以归”[ 《元史》卷一百三十一《速哥传》第3181页。]。同年夏天，蒙军又进犯阆州，但在阆州知州程大元的反击之下，蒙古军队很快便退却了。而利州、蓬州等州府也多次遭到蒙军的侵扰，利州于宝祐二年（1254年）甚至被蒙军攻陷，但蒙军在此地短暂驻守之后，便又撤去，宋军又恢复了对此地的统治。
宝祐六年（1258年），蒙哥以宋廷囚禁蒙使月里思麻为由，再次对宋发动了南侵之役。其中攻打四川的一线分为三路，蒙哥汗由陇州入散关,诸王蒙哥所部由洋州入米仓关，学里叉万户则由渔关入沔州。蒙古军队在渡过嘉陵江之后，开始围攻隆庆府[ 隆庆府即剑州，《宋史 地理志五》记载：隆兴二年，以孝宗潜邸，升普安军节度。绍熙元年，升府。]的府治苦竹隘，因“裨将赵仲窃献东南门，师入”[ 《元史》卷三《宪宗本纪》第52页。]，宋守将杨立战死，隆庆府陷于蒙古。
随后蒙军命汪德臣为先锋，继续攻打阆州州治的大获山。守将杨大渊经过一番激烈的抵抗后，因双方力量相差过于悬殊而投降了蒙古军，阆州失陷。此年十一月，龙州知州王德新以龙州降蒙古，龙州失陷。
十二月七日，新任蒙军都元帅的降将杨大渊率部攻打蓬州州治运山，杨大渊“遣人招降其守将张大悦，仍以大悦为元帅”[ 《元史》卷三《宪宗本纪》第52页。]，宋转运使施择善殉国，蓬州失陷。
经过此次打击，南宋控制的利州路残存地区已沦陷殆尽，仅余巴州与洋州的部分山城还掌握在宋军手里。巴州地形险要，易守难攻，其北部为天险米仓山与大巴山，南部隔北山与蓬州相接。如此险峻的地势使得蒙军虽然多次由蓬州进入巴州，但均未能彻底占领。直到德祐元年（1275年）六月，因“咎万寿以嘉定及三龟、九頂降，守将侯都统战死”[ 《宋史》卷四百五十一《张珏传》第13282页。]，巴州才随同沪、叙、长宁、富顺、开、达、渠等州一同沦陷。