金国灭亡后，宋蒙双方开战是迟早的事，俨然成了联金抗辽的翻版。端平元年，即1234年，金国最后的都城蔡州被攻陷，金国灭亡。按照联盟前的约定，在灭掉金国以后，宋蒙双方的军队应该各自撤回。虽然蒙古答应灭金以后，将河南归还给宋朝，但双方并没有就河南的归属达成书面协议，只是口头约定。所以，河南就成了无人占领的地区。
血气方刚的赵昀胸怀中兴之志，在灭金后的三四月间，赵昀就连续派遣官员前去洛阳祭扫北宋诸位皇帝的陵墓，同时也派人暗中进行侦察。而这时的郑清之也一改原来的主和姿态，极力赞成出兵中原，收复失地。在赵昀亲政之后，革除了弊政，提拔了大批新人，赵范和赵葵兄弟就是其中的代表。他们极力主张趁蒙古军撤兵之际，出兵北伐，“抚定中原、坚守黄河、占据潼关、收复三京”。这条建议有着充分的历史依据，因为金国就是靠着潼关黄河防线与蒙古作战了20多年，迫使蒙古人不得不借道南宋以转攻金后方。
虽然收复中原能够带来极大的声望和荣誉，但是朝中的大多数官员还是反对出师北伐的。参知政事乔行简当时带病在家，听说此事后立即抱病上书道：“今边面辽阔，出师非止一途，陛下之将，足当一面者几人？勇而斗者几人？智而善谋者几人？陛下之兵，能战者几万？分道而趣京、洛者几万？留屯而守淮、襄者几万？”知官告院张煜也认为“蒙古非金仇可比，当选将、练兵、储财、积粟，自固吾圉”。刚返朝的名士真德秀则说：“移江、淮甲兵以守无用之空城，运江、淮金谷以治不耕之废壤，富庶之效未期，根本之弊立见。”在这样一片反对声中，刚刚摆脱史弥远控制而得以“赫然独断”的赵昀，面对此种“大好时机”，屡屡发出“中原好机会”的感叹。收复故土、建立盖世功业的念头最终促使他作出了出兵中原的决定。
赵昀罢免了反对出师的吴渊、吴潜和京湖制置使史嵩之。五月，他又任命赵葵为主帅，全子才为先锋，赵范节制江淮军马以为策应，正式下诏出兵河南。然而，只派了六万军队北伐，试图以这六万人去收复中原。要知道，原先即使是主战派制定的作战计划，仍然表示要在收复潼关和黄河以南后，至少要用十五万百战精锐之师来专职防御，才能守住黄河防线。赵昀却固执地仅仅派遣淮西军，一场并不成熟的军事行动就此展开。
六月十二，宋军进军河南。全子才收复南京归德府，随后向开封进发。开封守将为崔立，原本为金国的元帅级人物，受命坚守开封，但开封蒙古军都尉李伯渊、李琦、李贱奴长期遭受主将崔立的侮辱，此时三人杀掉崔立，以开封城投降蒙古。七月初五，全子才率宋军进入汴京城。然而他们看到的，已不是《清明上河图》中那座繁华的都市了，曾经超过百万的人口只剩守军六百余人、居民一千多家。到处都是一片残垣断壁，破败的尸体和森森的白骨更是随处可见，城中没有丝毫的生气。但毕竟他们还是实现了梦寐以求的理想，圆了“靖康之难”以来无数志士仁人的梦。
收复开封的消息传到朝廷，整个南宋朝廷几乎沸腾了。赵昀立刻给官员升官，统帅赵范进封东京留守，前线总指挥赵葵进封南京留守，全子才进封西京留守。赵昀的意图非常明显，他要坐镇后方的赵范快点去汴京，要赵葵和全子才快点把西京洛阳收复了。
其实，蒙古将塔察儿听闻报宋军北进，便率所部蒙古兵退到黄河以北，故意示弱给宋军，以引诱宋军深入。过河之前，蒙古人把黄河南岸的河堤掘开，致使两淮大片的土地变成水泽沼泽，不仅严重地干扰了宋军的行军，就连后勤补给线也被严重破坏，这为后面的兵败埋下了伏笔。
全子才虽于七月初五占领汴京，却一直无法展开军事行动。蒙古人对中原的破坏力远远超过了他的想象，而两淮的运粮队陷入黄河泥潭，寸步难移。赵葵到了汴京后，便指责全子才没有继续西进攻取洛阳。求功心切的赵葵一面派人去催军粮，一面把汴京的军粮先集中给部分兵力，让这部分兵力分到五天的粮食，而后让其先直扑洛阳。而其他留在汴京的部队，等军粮运到汴京后，再出发前往洛阳。于是，宋军前往洛阳的军队，便变成了分批投入，给了蒙古军各个击破的机会。
七月二十八，宋军第一梯队13万人全部进入洛阳城；同日，把5日军粮分成8天吃的宋军粮尽，宋军陷入了进退两难的境地。七月二十九，宋将杨义率领的第二梯队15万人，经过五六天的长途行军后，抵达洛阳城郊的龙门镇，进入了蒙古军的伏击圈，与蒙古军展开激战，最后宋军大败，只有主将杨义和一部分兵将逃到了洛阳城中。龙门之战，是一场典型的蒙古骑兵伏击战，宋军第二梯队遭到了毁灭性打击，洛阳城里的第一梯队遭到孤立。
龙门之战后，蒙古趁机逼近。宋军无援无粮，而洛阳城大人少，守城也是不可能的。于是监军徐敏子决定趁着蒙古军主力未到，突围回师于八月初一渡过洛河，背水列阵。蒙古军率先发起攻势，多次冲击宋军阵营。宋军作战顽强，屡次击退蒙古军，双方胜负相当。尽管宋军在正面战斗中不落下风，但固守无望，徐敏子只好率宋军再次突围。蒙古军以骑射手在后面追杀。宋军的绝大多数人战死，最后只有徐敏子带300步兵，幸运地逃回了光州。
宋军在洛阳溃败的消息传到汴京后，赵葵和全子才知大事不好，认为只有撤军才最脱险。不料，士兵们撤退过程中极无纪律，致使后军溃散，全部辎重遗弃在了中原。宋军此次共出动6万人，结果是丧失近半、寸土未得。这让赵昀极为恼怒。他首先处理了主战官员与将领；其次，赵昀下达罪己诏。他骂自己“朕以寡德”，承认“兵民之死战斗，户口之困流离，室庐靡村，胳胔相望，是皆明不能烛，德有未孚，上无以格天心，下无以定民志”。“托予小子不替上帝名，欲图绍复之功，岂期轻动于师干，反以激成于边祸，至延强敌，荐食神州。”“斩桑伐枣破屋流离之状，朕既不得见；慈父幼子寡妇哭泣之声，朕亦不得闻。”表示要“下诏以陈轮台之悔，益申儆于边防。”最后，赵昀的对外态度发生了大转变。端平入洛的失败给了他很沉重的打击，先前一度高涨的热情，取而代之的是消极保守，并且贯穿在他之后的朝政中。
端平入洛，不但使南宋损失惨重，而且标志着宋蒙的联盟已经公开破裂。更重要的是，“端平入洛”使蒙古找到了进攻南宋的借口，蒙古由此开始了攻宋战争。就在同年年底，蒙古使者王檝来到临安，谴责宋廷“败盟”；次年，窝阔台发动了全面侵宋战争。可以说，端平入洛是持续半个世纪的宋蒙战争的导火索。