不过，蒙古人打过来的时候，掌权的高氏坚决抵抗，因此遭受了很大损失。乃马真后统治时期，蒙古军队第一次攻打大理，试图从这边绕到南宋侧后。相国高泰祥命令弟弟高禾等人，率领大理军队在丽江九禾一带，和蒙古军激战。最后，大理军战败，高禾等人战死，但蒙古军队也损失惨重，只能撤军。
蒙哥统治时期，再次命令忽必烈率领大军南下，攻打大理。这是忽必烈第一次独当一面的战斗，因此颇为重视。在吐蕃萨迦派首领八思巴的协助下，忽必烈的军队顺利绕过南宋设置在蜀中的防御体系，然后兵分三路南下。
忽必烈亲自率领中路军，来到大渡河边的满陀城，渡河之后，沿着河谷南下，抵达金沙江畔。发现这边渡船不足，忽必烈就让手下宰杀牛羊，制作了一批革囊，借此渡过金沙江，因此有了“元跨革囊”的典故。
为了加快速度，蒙古军丢下粮草辎重，在高山峡谷无人区之中，急行军二千余里，接连渡过大河天险，突然出现在大理腹地。高氏猝不及防，连忙放弃北方的关隘，回师都城设防。忽必烈希望劝降城里守军，但高泰祥坚决不接受，还斩杀蒙古使者，表达决心。
一开始，借助坚固的城防，还能进行抵抗，不过后来忽必烈安排精锐，从苍山背后翻过，直接出现在城后。大理士兵胆战心惊，很快开始溃逃，于是大理城被蒙古军占领。
城破之后，国主段兴智逃到鄯阐，丞相高泰祥退至统矢逻，募兵勤王。这里是高氏起家的地方，周围三十七部酋长都听从号令，前来支援。但蒙古军太能打，勤王军再次被击败，高泰祥也被俘虏。
忽必烈希望能招降他，不过高泰祥宁死不降。忽必烈怜其忠诚，不忍杀害，又许其高官，高泰祥也坚持不受。这么拖延了许久，已经要班师了，忽必烈只好下令处决。高泰祥临刑时说：“段运不回，天使其然，为臣陨首，吾事毕矣。”在大理五华楼被杀。而这之后，忽必烈似乎对招降其他家的能臣上了瘾，可惜最后也没有成功过几回。
虽然留下了名声，但高氏在战争中损失太大，从此一蹶不振。蒙古人的管理又非常疏松，因此，担任“大理总管”的段氏反而权力越来越大，最后几近掌控了云南，连梁王都得给他面子。
而段氏也非常清楚，自己的权力来源是哪里。因此，他们一直坚定站在元朝这边，和梁王一道，抵抗明军到了最后。
段氏在这里经营许久，已经树大根深了。周围的酋长、头人，都习惯了段氏的权威。因此，这片地方，虽然有
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