对于这一战役，前面我们已经进行过表述，这里再详细叙述一下。因为这场战役对忽必烈非常重要，使得这位日后的蒙古大汗取得了极高的军事声誉，为他成功地夺取汗权奠定了基础。
1252年7月，忽必烈接受了远征大理的命令，但是直到第二年的9月他才向大理进军。原因很简单，大理战役的准备对他来讲太重要了，这是他的第一项重要任务，在36岁时他终于得到一次进攻极其重要的军事目标的机会。忽必烈不希望看到失败，他要向蒙古人证明自己是有军事指挥才能的，而要想取得蒙古宗室和那颜的认可，这是必需的。
大理国是由白族人在后晋天福二年（937年）建立起的政权，所统辖的范围包括今天的云南全境和四川西南部，是北接南宋和吐蕃、南接东南亚地区的交通要道。为了能够在占领大理后对这一地区顺利地进行统治，忽必烈采用了一定的怀柔政策。
在出征前，他派出三位使者去大理要求其投降，三位使者全被大理国王段兴智和宰相高祥杀死。1253年夏，忽必烈率军10万从陕西出发，出萧关，经六盘山、临洮至忒剌，随即兵分三路南下：兀良合台率西路军，越旦当岭入大理；抄合、也只烈率东路军经茂州趋会川；忽必烈自率中路军，渡大渡河，穿行山谷2000余里，抵金沙江畔。同时，大汗蒙哥命汪德臣率军入蜀至嘉定策应，真有点“黑云压城城欲摧”的感觉。
大理国王段兴智立即派宰相高祥率军沿金沙江抵御，高通率军至会川抵御。而这时，蒙西路军已攻占丽江，大理军侧翼受到威胁，高祥无奈只得退守大理城。高祥以重兵据守龙首关，迎击蒙军。蒙军三路军会师于龙首关下，集中全力对龙首关发起攻击，全歼大理军主力，随即乘胜攻占大理，段兴智、高祥潜逃。