忽必烈灭大理之役
蒙哥汗即位后，对四方大事征伐。1252年，蒙哥一方面派旭烈兀西征，一方面派诸王也古征高丽，再一方面则是派他的弟弟忽必烈经营汉地，率军远征大理。
受命出征大理
大理国的前身是唐代的南诏。在唐末五代时期，白蛮（今白族）段氏平定诸部，建都大理（今云南大理），建立大理图。大：理国的统治区域，包括今云南全省，贵州，广西西部，四川南部，以及缅甸，泰国，老挝的一些地方。在宋代，大理国势衰微，国王段兴智大权旁落，由权臣高祥，高和兄弟代摄国政，内部矛盾日益激化，正处在分崩离析之中。
蒙古统治者之所以要远征大理，主要是出于征服中原的战略需要。早在成吉思汗伐金时期，金降人郭宝玉在回答成吉思汗提出的“取中原之策”的问题时，即献计说：“西南诸蕃，勇悍可用，宜先取之，藉以图金，必得志焉。”金朝灭亡后，蒙古虽然占据北方，但对于以江立国的南宋王朝，因限于长江天险，屡次南征均无力抵及其首脑要害之区。因此，绕从长江上游进兵，先取“西南诸蕃”，然后借助少数民族的人力物力，对南宋实行战略大包抄的作战计划，不仅必要而且可能。大理国作为南宋的西南屏障，首先攻取这一战略要地，无异从侧后洞卉了通向南宋腹地，进而对之实行南北夹击的门户。然而，对于立国北方，已经占领河西走廊和今青海、甘肃部分藏区的蒙古统治者说来，要统领一支大军进取大理，也殊非易举。因为，这其间还要通过吐蕃部落所控制的草地雪山、大渡河、金沙江等复杂自然条件的地区，以及由南宋军队控制的川边地带。这的确是一条“出没不测”，“从古所未有”的行军路线。
在忽必烈受命远征大理之前，蒙古军曾经试图多次穿越吐蕃，地区和四川沿边地带，绕道进攻大理。见于记载的有：1239年，据南宋四川安抚制置使陈隆之报告，蒙古军“欲由大渡河攻破大理等国，斡腹入寇”。据他分析，蒙古军此举的“奸谋诡计”，未必不是在盘算“江之尾亦必有路可以窥我”；1244年，一支蒙古军不直接经过“四川地分”，而是取道“吐蕃界中”，进入大理国境，“直至大理之九和镇”（今云南丽江九河）；124霄年，蒙古军“舍九和熟路”，通过四川西边，欲“取青羌”，以窥黎，雅，过大渡河以攻大理。不意遭到青羌部落（今藏族）的坚决抵抗，蒙古军“失利于西臭光诸蕃”，1248年冬，蒙古将。秃懑率兵出四川西边，进攻大渡河东岸的岩州（今泸定县北）。四川制置使余玠派嘉定守将、“西帅”俞兴，发兵5000进行“西征”，以事阻击。从播州前来增援的杨文，率“步骑三千”，经、碉门（今天全县西）越出雪山之外，在岩州北面的马鞍山与秃懑军相遇。宋军“三战三捷”，擒秃懑于大渡河。蒙古军以上这些进军虽未完全达到预定的作战目的，但是它却为后来忽必烈的远征大理铺平了道路。
忽必烈于1252年夏，在曲先脑儿（今蒙古人民和国乌兰巴托正南）入觐蒙哥汗时，受命帅师远征大理，以名将速不台子兀良台台总督军事。1253年夏，忽必烈率师济河，经盐州（今陕西定边），出萧关<今宁夏固原东南），驻六盘山，牧兵养马，以待秋高马肥，再行出厩进军。关于忽必烈出征的情况，伊朗史家志费尼记载说，“他从东，西大军中每十人抽二人”，“并派一位宗王”。在忽必烈所征集的军队中，除了有诸王抄合、也只烈、诸王哈丹、朵欢。脱脱，以及兀良合台所率的蒙古骑兵外，还有汉将董文用、董文忠以及郑鼎所率之部。忽必烈还特别选择有如刘秉忠、姚枢、张文谦这样具有政治才能和善于谋略的汉族知识分子从军随征。这些汉族知识分子力陈宋太祖遣曹彬取南唐，不戮一人而得天下的历史经验，建议忽必烈采取怀柔政策以征大理。忽必烈当即连连表示答应：吾能为之!吾能为之!”
师至临洮
1253年八月，忽必烈率军进至临洮（今甘肃临洮县），这一地区早在1238年阔端镇守河西时即已降附蒙古军。故当忽必烈抵达临洮时，有同知临洮府事赵阿哥潘前来迎接。赵氏为土波思乌思臧掇族（藏族之一支）人，世居临洮，“富甲诸羌”。赵氏全力支持忽必烈征滇，将其子重喜送至军中，随忽必烈远征大理。他本人还奉忽必烈之命，移军进至四川，协助汪德臣在利州筑城，以牵制四川的兵力。临洮之南，即与四川邻界的叠州（今甘肃迭部县），为吐蕃部落聚居之地。吐蕃鲁黎族帅冷京传6世至青宜可，率叠州18部降金。早在1236年，阶，岷，叠，宕的18部即已降蒙。忽必烈兵临叠州时，叠州安抚使为赵阿哥昌。由于在这一二百公里的藏区内，有忠心事蒙的赵阿哥潘、赵阿哥昌的协助，故忽必烈军得以顺利通过。这时，先期派往大理进行招降活动的蒙古使臣玉律术、王君侯、王鉴，带回了因道阻、招谕未成的消息。于是，忽必烈便指挥大军，从临洮出发，开始了前所未有的转战川滇的历史大进军。
忒刺分兵
征滇大军离开临洮，进入藏族地区，到达白龙江支流包座河旁的忒刺（别译作塔拉，今甘肃省迭部县与四川若尔盖县接壤之达拉沟）。忒剌是位于“汉蒙交界之处大河旁边”的一个地方，后来被封为元代帝师的八思巴在这里再次与忽必然会合。近人吴景敖在《西陲史地研究》中，列有“塔拉隘路”一节，专门对忒刺的语义和位置作了考证。吴氏指出，塔拉为蒙语，义为旷野，为一般较为宽阔之谷地平原的通称。达拉沟是甘川间最重要的交通门户，地处白龙江南岸，土地肥沃，出产丰富，宜于驻兵出击。根据这些条件，忽必烈自临洮攻蜀必经此境。加之达拉沟一线尚存有当年蒙古军行经此地的“残留之迹象”，因此其蒙古裔及蒙语地名之遗存，“必为平滇元兵南下时所播植”。蒙古军师次忒剌后，接着便分兵3路向蜀边进发：
西路军
兀良合台率兵自达拉沟西进，取晏当路（今四川阿坝草原），沿草原大道入吐蕃境内。从吐蕃至云南，中经今四川色达、甘孜二新龙、理塘、稻城，得荣，这一线是水草丰茂的大草原。蒙古骑兵沿此线通行，容易解决给养，绝少遇到阻挡，所以进军最为顺利。这年秋天，兀良合台首先率西路军自旦当岭（今云南中旬境）进入云南境内。位于大理北400余里的金沙江边的摩些等部酋长唆火脱因：，塔里马，麦良等前来迎降。于是，西路军遂济金沙江进逼大理北境之丽江。兀良合台既分兵入察罕章<即白蛮），所在寨栅；皆依次攻下之。独阿塔剌所居之半空和寨，依山枕江，牢不可拔。兀良合台率精锐“立炮攻之”。阿塔剌遣人来拒；兀良合台遣其子阿术迎击之，寨兵退走。西路军遂拔其城，并进取大理都城北面的龙首关。
中路军
忽必烈率中路军离开忒刺后，经阿坝草原循大渡河西岸草原南下，随地招降牧区部落。大渡河西岸部落中的鱼通（今康定东部），长河西<今泸定县大渡河西）、宁远（今石棉县与九龙县境）等地方最先归降。，后来忽必烈在这里设置土蕃长河西宁远等宣抚司进行统治。接着，中路军自泸定东渡大渡河，进入宋界黎、雅之境。负责防守的青羌五姓土司之一的杨土司的部将高保四率先迎降，导军招降了东岸部落。九月乙巳，忽必烈自岩州出兵进攻黎州，过飞越岭（今汉源县西北），抵达满陀城（即宋盘陀寨，今汉源县西北飞越岭至古城间）。这时，正好西路军驰报摩西部落迎降，兀良合台亟待忽必烈入滇主持战事，以资号召。于是，忽必烈决定把辎重留在满陀城，迅速督军南下。第二天，十月丙年，忽必烈率中路军自富林渡口，再次跨越大渡河，取古清溪道，经安宁河谷而南，“经行山谷二千余里”，于十一月进至金沙江。忽必烈“乘革囊及栈”渡江，有“摩娑蛮主”、丽江北胜府的高俊前来迎降，“其地在大理北四百余里”。中路军自北胜府汴头（今云南永胜境）济江后，经罗邦至罗寺，围攻大匮等寨，招抚了当池土司头人，并给这个寨子赐名为“察罕忽鲁军”。接着，中路军由丽江石关南进。
由于忽必烈所领中路军的进兵路线，选定在西部草原与东部宋朝沿边州县之间，其所经行的又是大渡河河谷地带，沿途山路崎岖，悬崖绝壁。跟随忽必烈远征的汉将，留下了穿越此艰险行程的深刻印象：“下西域诸城，抵雪山，山径盘屈”，马不能行，军队不得不“舍骑徒步”，忽必烈经常是被汉将郑鼎背着前进的。汉将董文炳为中路军殿后，至吐蕃境，46骑中，“止两人能从”。由于道路踯躅，“日行不能三二十里”，其行程之艰辛可见一斑。
东路军
诸王抄合、也只烈率领东路军自忒剌南下，取川西北草原通往内郡的古隘道，进至松，茂二州之境。当时南宋茂州官员申报说：蒙古军“自曲纳族节节透入，已至渭节村、风节村，十八族多已投拜。若得此蛮，？长驱而往，则大理危矣”。当东路军沿着宋边沿州县，南下，出岷江故道经成都，进攻与四川南境相邻的大理白蛮地界，时，正值四川安抚制置使余蚧抱恨死去，新任蜀帅余晦无能，四川局势动荡，防务废弛之际，所以东路军得以毫无阻挡地穿越这一防地，经雅、黎二州，渡大渡河南下。东路军后于中路军进至大渡河，为此，忽必烈曾派出“东使”与之联络，以督促和策应其追随中路军渡过大渡河。
灭大理国
大理国在拒绝忽必烈使，臣的招降后，加强了对北部边界的防御，由相国高祥亲自率军屯戍于金沙江沿线，又由高通领一军驻扎在会川（今四川会理西），与蒙古东道兵“伯颜不花、虎儿等柑持”但是，由于兀良合台所率之西路军，首先取得摩些部落的支持，进入察罕章（今云南丽江），依次攻下尚在抵抗的部落寨栅，完全打乱了大理国重点防御刚11方向进兵的部署。高祥退兵大理都城，坚城固守。忽必烈再遣使者招降，又被大理国所杀。十二月十三日，当忽必烈包围大理城时，兀良合台所率的西路军，抄合、也只烈所率的东路军也赶来了。卧忽必烈下令攻城，首先夺取了大理都城东岳锁钥上关，高祥“背城出战”。在三路蒙古军的合力进攻下，十五日大理城破，国王段兴智奔善阐（今昆明市），高祥逃至统矢逻<今云南姚安）被迫杀。接着，忽必烈指挥蒙古军四出略地，迅速占领了除善阐以外的大理国土。侣弘年春，忽必烈班师北返，留下兀良合台率军戍守大理，并继续征服大理境内尚未归附的部落。
云南之平
1254年秋，兀良合台领兵东征，进攻大理国附都善阐。善阐城临滇池，三面皆水，既险且坚。兀良合台选骁勇部队发炮摧毁北门，并纵火攻之，皆未能克。兀良合台改而虚张声势，“大震鼓钲，进而作，作而止”，使城内“不知所为”。“如是者七日，伺其困乏”，遣其子阿术于夜五鼓严潜师跃入”，终于攻陷善阐城。大理国王段兴智在城破时被俘，随即遣送入阙，朝见蒙哥汗，蒙哥命令段兴智及其叔父段福协助兀良合台安辑大理。1255年，兀良合台命其子阿术领兵进取赤秃哥（今贵州西部）、罗罗斯（今四川凉山地区）等地。自兀良合台出师至此，凡2年，蒙古军终于陆续征服大理各部。凡平“大理五城八府四郡，洎乌、白等蛮王十七部。兵威所加，无不款附”。1256年，段兴智献给蒙哥大理地图，蒙哥大喜，重新给予段兴智以“摩诃罗嵯”（大王）的梵名称号，让其继续管理云南各族。接着，兀良合台在大理国的基础上，建立了19个万户府，万户下又设千户、百户，确立了蒙古贵族对云南的军事统治，为后来建立云南行省奠定了基础。
蒙声军用武力平定云南，从政治上看，结束了云南自8世纪中叶南诏割据以来的分割局面，对于促进我国多民族统一国家的发展，对于推动云南地方经济的开发、文化的进步，都具有积极意义。从军事上看，忽必烈平大理之役，还开辟了一条前所未有的行军路线。为此，蒙古军付出了极大的代价。据波斯史家拉施特的统计，忽必烈在征大理之役中，“由于路途漫长、行军艰难，该国又举国为敌、气候恶劣，他们每天都要打：两三次仗，以解救自己”，因此10万军队最后剩下不到2万人。魏源也说忽必烈“绕乌斯藏，穿蚕丛数千里而至大理，士马死者十余万”。忽必烈通过远征大理之役，为蒙古军迂回包抄，从长江以南进攻宋朝开辟了新的战场。虽然从短暂和局部利益看，蒙古在一段时间内削弱了攻蜀的实力，但从长远和全局看，这一前所未有的进军，无疑使南宋王朝陷入南北夹击，腹背受敌的境地。