至元十二年（1275年）十月，张弘范班师还朝，朝廷上安排了不少庆功活动。忽必烈在内殿宴请张弘范，为他洗尘，慰劳他的凯旋，是这一系列庆祝活动的顶峰。但是由于他不适应南方的气候和水土等环境，再加上又得了疟疾，返回大都后不久就病倒了。忽必烈十分关心张弘范，特命御医前往护视，并规定每天要把张弘范的病情作专门的汇报，并让近侍传出口谕给御医说：“我有军国大事，等着同九拔都商量决，一定要尽心治疗，使他迅速恢复健康。”又命令卫士坐在张弘范的门口，对来探视的人们说：“九拔都病得很重，除非至亲和医护人员外，皇帝有诏令，停止一切对病人不必要的干扰。”
追击灭宋
至元十三年（1276年）正月，宋廷派遣宗室赵尹甫、赵吉甫携传国玉玺及降表赴元军大本营乞和。降表中以伯、侄相称。伯颜看了降表后，派遣张弘范、孟祺（元行省咨议）、程鹏飞等人，带着伯颜的命令，先入临安城，责备宋大臣背约失信之罪。张弘范等终于说服了宋廷，取得宋王改称臣仆，屈辱请降的表文。三月，伯颜入临安，宋幼主赵显（恭帝）及全太后等均被押送至大都。皇帝、皇太后虽然投降了，但人民并不都甘心作元朝的臣民，浙东一带发生了叛乱。按蒙古人的惯例，降而复叛，又杀了使臣，又焚烧了招降书，是要屠城的。张弘范的良心不允许他执行蒙古人屠城的习惯法，只杀了几个为首的人，就了结了此案，总算保全了一城人的性命。
至元十四年（1277年），元军凯旋，张弘范也加官进爵，被授予镇国上将军的军阶，任命为江东道宣慰使。这时张弘范四十一岁，已经是武职官员中从二品大员了。
至元十五年（1278年）四月，文天祥、张世杰等拥立的小皇帝赵昰，被迫逃到广州，病死于硐州岛上（今广东雷州湾上一岛）。为了坚持斗争，他们又拥立广王赵昺于广东新会海中厘山。改元祥兴。元廷命张弘范为蒙古汉军元帅，前去攻击流亡朝廷。
至元十六年（1279年）正月，元组织了水军，大举进攻崖山。文天祥以战俘的身份也被软禁在元军船上，途中文天祥作《过零丁洋》一诗。恰巧张弘范来要文天祥他给张世杰写一封劝降信，他就顺手写出上边这首诗，交给张弘范算是答复。张弘范读罢，除对他的遭遇同情外，心中肃然起敬。张弘范与文天祥在政治上虽然是对立的，但他对文天祥的人格则是崇敬和钦佩的。当部下劝告他：“敌国的丞相，居心叵测，不可亲近。”时，张弘范笑着说：“他是个忠义至性的男儿，决不会有其他。”
