然而，要攻克襄阳谈何容易！南宋时期的襄阳城池不仅高大坚固，而且炮台、楼橹齐备，以利守御，加上直门、慢道沟通表里，瓮城、战棚等以为响应，整个防御设施建造齐全，布局有置，气势联络，浑然一体，所谓“襄阳一城，周围余九里，樊城亦近四里有半，夹汉而垒”，诚为汉上雄镇。
守将吕文焕又储藏了大量兵械粮草，号称兵储可支十年；又在襄、樊两城之间的汉水中，打了许多巨大的木桩，用铁索锁住，上造浮桥，使两城可以互相救应，防守的准备工作做得应该说是非常充分了。
不过蒙古军把着重点放在构筑封锁线上，并不急于攻城，是长线放远鹞的办法。蒙古军并不想在短期内攻下襄樊，几个将帅都很明白敌我的短长，想方设法改变自己的短处，造成绝对的优势。
阿术知道蒙古军只善于在广漠的平地上野战，碰到山地、湖沼、城堡，骑兵便没有优势可言，他首先向忽必烈要求多派汉军。1268年九月，蒙古军完成了对襄阳（樊城）的包围，环绕两城，筑成了连绵的土垒及壕沟。在各个交通要冲里头，设置了相当于附属小城的堡垒与陷阱。大小城堡总计超过四十座。
这个又长又大的环状城，使设有蒙古军指挥部的鹿门山以及百丈山、楚山、万山、虎头山等山顶相衔接，总长超过一百公里。
针对宋水军援襄樊的情况，刘整又向阿术献计，说蒙古只有水战不及宋人，如能造战船，练水兵，改变这个情况，取胜就容易了。阿术也很赞赏他的意见。意见由刘整上奏朝廷，忽必烈以诏令批准：训练水军七万余人，造战舰五千艘。
一段时间内，刘整每日负责水军的训练，雨天不能外出，就在兵营内画地为船来练习。在此前后，忽必烈又命令造战舰五百艘交付刘整。与此同时，蒙古军还在汉水中流筑实心台，台上设置弩炮，用来遏制宋军的船只。
就这样，战事一直持续了五年之久。一方面，宋朝守军外援断绝，襄樊城里的房屋大部分都拆下来当柴火烧饭吃了，衣服破了没有布好补，只得把纸币粘起来当衣服穿，实在势已穷，力已竭。
另一方面，元军的处境其实也很艰难，十万大军顿兵坚城之下，靡费的人力物力财力更是个天文数字。光是1270年，蒙廷就调发清州、沧州盐二十四万斤，转输南京开封米十万石供给襄阳军前。
胡祇遹在《寄张平章书》里说，“我军围襄樊六年。于兹戈甲器刃所费若干，粮斛俸禄所费若干，士卒沦亡若干，行赍居送、人牛车具、飞挽损折若干。以国家每岁经费计之，襄樊殆居其半。”仅仅一个襄樊战场，竟然耗费了元朝岁入的一半，的确是异常惊人的。
因此，元朝方面也希望尽快攻下襄樊。由于当时作战条件的限制，不论是蒙古的骑兵，还是新训练的水军，都未能攻下襄樊。元朝方面认识到必须采用新的武器攻城方能奏效。咸淳七年（1271年），忽必烈遣使向他的侄子，地处波斯的伊利汗国阿八哈汗求助，阿八哈遂派出身制炮世家，以善造“曼扎尼克”而名扬西域的回回（穆斯林）炮手亦思马因和阿老瓦丁前往中国。
“曼扎尼克”其实就是抛石机。中国本土原来也有称为“炮”的抛石机。曾公亮在《武经总要》就说，“凡炮，军中之利器也，攻守师行皆用之”。这本书里记载宋代中国使用有十六种抛石机，其中七种抛石机的制度、射程等为该书所详载。
不过传统的炮具由于自身的缺陷，它们在运用时，均用力太多，而所抛炮石之重量则甚微，只有几斤、几十斤。仅就威力较大的“七梢炮”来看，射击时拽手人数多至二百五十人，炮石的重量也不过九十斤，而射程才只有五十步而已。
这是因为这么多人人手一条索子，用力无法一致，用力松紧也很难一致，因此事倍功半，杀伤力不足。这使得炮具虽然广泛应用于中国的战争之中，但是并没有在战场上起到决定性的作用。
而亦思马因和阿老瓦丁为元朝制造的“曼扎尼克（回回炮）”比起中国原有的抛石机要先进的多。中世纪伊斯兰国家设计、制造的抛石机非常发达。西方人认为，中世纪阿拉伯抛石机的破坏力可与近代曲射炮的火力相比，若打在建筑物上，其破坏程度是不可估量的。
“回回炮”之类的抛石机在传统攻城炮具的基础上进行了改进，去掉了抛射杆末端繁多的拽绳，改为在杆的末端悬垂一个重物。这样只需在炮的前端根据作战要求设置几个到几十个不等的士兵放置石弹，而后端仅需二至三人控制击发既可以操作了。
发射时就将抛射杆前段压下用扣发装置锁住，在前段的皮兜中放置石弹后把扣发装置打开，这是利用杠杆原理，重物下坠，前段就顺势翘起，而皮兜中的石弹就在离心力的作用下飞射出去。
作为改进后的新式抛石器，回回炮的石弹击发重量达到150斤到300斤不等，极大地提高了石弹的攻击力。即便发射同等重量的石弹，回回炮的射程也比传统炮具高出不少。
