蒙哥即位后，積極進(jìn)行侵略南宋的戰(zhàn)爭準(zhǔn)備。1252年，派忽必烈率軍南侵大理，以速不臺(tái)子兀良合臺(tái)總軍事。計(jì)劃在征服大理后，一方面可以利用西南少數(shù)民族軍隊(duì)增強(qiáng)侵宋的兵力，一方面可以從背后包抄夾攻南宋的長江中游。1253年夏，忽必烈親率精銳的蒙古大軍以及投降蒙古的漢族地主武裝和色目人的軍隊(duì)起兵南下。蒙古大軍進(jìn)駐六盤山，俟諸軍齊集，糧餉、器械準(zhǔn)備充足后，同年秋，進(jìn)至臨洮，取道吐蕃向大理進(jìn)發(fā)。1253年初冬，兀良合臺(tái)西道軍和忽必烈中道軍穿過吐蕃，進(jìn)入大理，在金沙江分別降服了大理北四百里的麼些蠻各部，其部酋長唆火脫因、塔里馬、麥良等向蒙軍投降，但也有一些麼些部落堅(jiān)持抗戰(zhàn)。忽必烈從這里遣使到大理招降，但使臣為大理國所殺。忽必烈又率軍繼進(jìn)，攻下大理國西部白蠻諸寨柵。隨后，蒙古大軍兵臨大理城下。大理國王段興智與權(quán)臣高洋、高和兄弟背城出戰(zhàn)，大敗，忽必烈招之不降，棄城遁去，大理城陷。蒙古軍又分軍追擊高氏兄弟，獲之?dāng)赜谝χ?今云南姚安)。1254年春，忽必烈留下兀良合臺(tái)率軍戍守大理，并繼續(xù)征服大理境內(nèi)未附諸部，又任命劉時(shí)中為宣撫使，然后率軍北還，復(fù)徑吐蕃回至關(guān)中。同年秋，兀良合臺(tái)領(lǐng)兵繼續(xù)向東進(jìn)取附都普闡(今云南昆明),蒙古軍久攻而破，俘獲段興智。次年，兀良合臺(tái)遣送段興智去見蒙哥，蒙哥用懷柔政策，不殺并賜金符使歸國，協(xié)同蒙古所委官員、將領(lǐng)安撫并繼續(xù)征服未附部落。段興智回國后，統(tǒng)率本族軍隊(duì)幫助蒙古征服了國中堅(jiān)持抗戰(zhàn)的各部，使蒙古統(tǒng)一了大理各部。統(tǒng)一大理后，按照內(nèi)地制度設(shè)置郡縣，使云南統(tǒng)一于元朝中央政府管轄之下，并在大理進(jìn)行屯田，推廣先進(jìn)的漢族生產(chǎn)技術(shù)和文化。云南自八世紀(jì)中葉南詔割據(jù)以來，歷五百年，至此歸于統(tǒng)一，這對于我國多民族統(tǒng)一國家的發(fā)展，對云南地區(qū)經(jīng)濟(jì)、文化的進(jìn)步，均有重大的積極意義。