蒙古消灭金国后它的主要敌人便是南宋，蒙哥汗派四弟忽必烈驻守漠南，伺机与南宋开战。忽必烈大肆操兵演练，准备在边境挑衅寻事，南宋也察觉出情况有点不对头，时刻提防，局势明显紧张起来。
打开地图，蒙哥汗觉得要想征服南宋，最好的办法就是北方和南方同时夹击，然而要想这样做必须首先征服地理位置优越的大理国。
大理国始建于唐代宗末年，都城在今云南大理县，是个少数民族国家，国土面积只有今云南省和四川西南部大。
忽必烈率领他的军队从甘肃进入西藏，分兵三路闪电般扑向大理。告急文书接二连三传到大理皇帝段兴智手中，吓得他浑身发抖，不知该怎么办好。
段兴智是个不中用的皇帝，他没有主见，朝中政权没有掌握在他的手里，被高祥和高和兄弟俩掌握着，他急忙找这两人商量对策。高氏兄弟不以为然，说：“皇爷你怕什么，蒙古军不过是一群乌合之众，你不必担心什么，一切交给我们了。”
段兴智没有多少信心，只好按他俩的吩咐去做。
忽必烈大军到达金沙江，派了三位使者去大理劝降，结果竟被高氏兄弟杀害，忽必烈没等到消息，知道出事了。公元1253年农历十二月忽必烈以下山猛虎之势带兵扑到大理都城下。高祥也不含糊，自任军帅，派弟弟高和迎战忽必烈，他以为凭借天时地利很快就能打退远道而来的蒙古人。没曾想蒙古人勇悍无比，根本抵挡不住，仅仅半天功夫高和被斩，都城被打得摇摇欲坠，大理兵退潮似的败下来。
“攻城！”忽必烈一声令下，蒙古军如蚂蚁一样涌向城墙，搅起尘土漫天飞扬。高祥见兄弟死了，城池危在旦夕，他抱着脑袋乘着混乱，惊惶失措的逃往姚州。刚到姚州蒙古追兵就到了，高祥吓得连夜逃离姚州，拼命往东跑。最后在离姚州200里的一个小树林被抓住。高祥押回大理的第二天遭酷刑而死。
皇帝段兴智也逃走了，他化装成普通老百姓，混出城去，直跑到善阐，即今昆明，方才停下来，忽必烈得到消息马上派兀良合台带兵去攻打善阐城要他活捉段兴智。兀良合台只用了两天的功夫就攻破了善阐城，并且全城戒严，挨家挨户搜，四处捉拿段兴智。终于在一个山洞里把段兴智给揪了出来。忽必烈令兀良合台押送段兴智到蒙古和林，交给蒙哥汗处理，段兴智在和林狱中写下降书顺表，上呈蒙哥汗，至此大理国被蒙古征服了。
蒙哥汗经过认真思考，觉得杀了段兴智也没什么用，不如放他回去，协助四弟管理大理，仍让他在大理当皇帝。蒙古大汗的这一做法出乎段兴智的意料，他真是感恩戴德啊。
大理国少数民族居多，有些部族不听皇帝停止抵抗的命令，英勇地与蒙古军斗争。忽必烈只好四处征战，由兀良合台做先锋，攻城略地，整整用了两年的时间才算稳定了局势。
忽必烈这个人非同一般，足智多谋，是拖雷的儿子中最有心计的，他武功高强，喜好读书，深知治国之理，进入大理后没有杀一人，出榜安民，严明军纪，极受百姓拥护，他在大理顺利的站住脚。由于忽必烈太出众了，树大招风，使蒙哥汗十分不安。他疑心忽必烈有谋反之心，派亲王阿兰答儿一干人审查忽必烈在关中的文武官员，甚至动用了酷刑。忽必烈得知后，听从谋臣姚枢的建议急忙从大理赶回和林，把妻儿留下，孤身重返大理，以示诚心。蒙哥汗便不好再说什么了。
这年冬天，蒙哥汗正准备亲征南宋，度漠而南，到了河西，便写信召忽必烈前来，说道：“大理平靖，兴兵伐宋时机已到，弟速归。本汗准备挥麾南下，进攻中原，与赵室共寝。”
忽必烈接到信只身来到河西，兄弟相见，放声大哭，相互拥抱。忽必烈想解释一番，蒙哥河深情地说：“兄弟，别说了，我知道你的心”。自此，冰消雪融，兄弟间复好如初。征服南宋，已成了他们的共识。