大理国，晋高祖天福二年（937年），白蛮（今白族）段氏兴起，辖今云南全境及四川西南部。段思平团结白蛮、乌蛮各部力量，驱走了杨氏，取得政权，建都大理（今云南大理），大理国从此建国。大理国的实际范围包括今云南全省、贵州、广西西部和四川南部以及泰国、缅甸、老挝的一部分。主要民族是乌蛮和白蛮，其中乌蛮占大多数，分布最广，乌蛮的统治阶级在大理国占有重要地位。大理境内还有许多其他少数民族，如么些（今纳西族）、和泥（今哈尼族）、蒲、朴子（今布朗、崩龙族）、峨昌（今阿昌族）、金齿、白夷（皆今傣族）等。还有一些人数少、力量小的“杂蛮”，多被乌蛮人所征服，沦为被统治种族。此外，在大理国中也长期居住有一些汉人，他们与各少数民族共同杂居。
到13世纪中叶，大理国主段兴智微弱，大臣高氏窃取了国家大权。高氏党人依仗势力攻夺他族地区，奴役其人民。势力强大的乌蛮诸部，更常常欺凌其他弱族，致使大族与小族之间产生了严重的矛盾。到大理国势衰弱时，有些弱族逐渐强盛起来，乘机摆脱了大理国的统治。例如丽江麽些蛮便独占一方，自立盟主治理本族事务；为南诏所征服的金齿人也逐渐收复故地，势力开始强盛起来。而乌蛮、白蛮统治阶级内部为了争夺地盘，发生了斗争，产生了割据现象。如建昌府原分四部，段氏一部强盛，吞并了其他部的地区，自为府主。与此同时，北方的蒙古部落却迅速兴起强大，并不断发动对外战争。
大理国原本距蒙古国有千里之遥，中隔崇山峻岭、沙漠荒原、激流险滩，自古以来即与草原交往甚少。蒙哥汗即位后，为攻灭南宋，统一天下，采用蒙古帝国一贯行之有效的战略，企图出奇兵，由西南地区迂回包抄宋朝，以避开阻隔中原与江南的长江天险及各处军防要塞。而实施这一战略战术，也就使远在漠北的蒙古国势力向南伸展到了西南边陲的大理国等地。
蒙哥汗二年九月，忽必烈奉命与将领兀良合台等率军十万，誓师启程。次年夏，出萧关（今甘肃平凉东），经六盘山集结于临洮，练兵备战，并遣使赴大理国招降。同时，蒙哥命便宜都统帅汪德臣率军入蜀，抵嘉定（今乐山），配合忽必烈行动。九月，忽必烈督军至忒剌（今甘肃迭部县达拉沟），分兵三路南进：兀良合台率西路沿晏当路（今四川阿坝草原）而进；宗王抄合、也只烈率东路经茂州（今茂县）趋会川（今会理西），以作牵制；自率中路，渡大渡河，沿古青溪道南下，穿行山谷两千余里，于十一月初进抵金沙江畔。
公元1254年，忽必烈派兵攻入大理，大理国王拒绝招降，以权相高祥率军屯戍金沙江沿线，又遣将领高通率一部驻会川，抵御蒙古军。十二月初，大理军与蒙古中、东两路军隔金沙江对峙。兀良合台部越旦当岭（今云南中甸境）入大理境，招降么些部落（今纳西族），占领三赕（今丽江），从侧后攻击大理军主力。高祥见处境危急，匆忙退兵大理都城，凭坚固守。大理城东靠洱水（今洱海），西倚点苍山，南、北有龙尾、龙首两关（今下关、上关）。高祥以重兵据咽喉要地龙首关迎战。蒙古中、东路军先后渡金沙江与西路军会师于龙首关，合力攻击，全歼大理军主力，乘胜于十二月十五占领都城。段兴智、高祥潜逃。忽必烈采纳谋臣姚枢建议，下令禁止妄杀，安抚百姓，稳定秩序，并遣军攻占附近寨堡，俘斩高祥。四年春，忽必烈留兀良合台继续作战，命刘时中为宣抚使治理大理，并遣兵招抚部分吐蕃部落，自率一部班师。是年秋，兀良合台率军攻占善阐（今昆明），俘降段兴智，继以段氏为先锋攻克未降城寨，占领大理全境。
这次战争由于大理人民的顽强抵抗，蒙古军也遭受了重大损失。《史集》记载说，忽必烈与兀良合台率十万大军远征云南，因为该地气候潮湿恶劣，北方士兵不适应，导致军中疾病流行，死者甚多，加上大理国“居民极多，军队众多，因而每日每至一处，都遇到抵抗。因为这两个原因，十万军队得生还者不到二万人”。蒙古用武力使大理臣服，大理各部也因被征服而统一起来。云南自8世纪中叶南诏割据以来，历经五百余年，到现在才与内地获得统一。这极大地促进了我国多民族统一国家的发展，也推动了云南地区经济、文化的进步。忽必烈攻占大理国后，重新设置郡县，并招降吐蕃首领，控制西南地区，形成对南宋迂回包抄、南北夹攻态势，是中国古代军事史上的一次壮举。