。这样，三路大军对大理城形成包围之势。大理国内各族的贵族分子纷纷降蒙。当时的大理国，军事力量并不薄弱，但为了削弱段氏势力，控制国政，高氏有意一方面把大理国军队的精锐置于自己的控制之下，一方面则着力发展自己的地方武装，王畿之地的力量反而相当薄弱。段兴智与高泰祥，引兵背城出战，惨遭大败，弃城而逃，各奔一方，蒙古军队不费吹灰之力地攻占了大理都城。忽必烈命令姚枢裂帛为旗，上写止杀，分头号令各街巷，于是军民安定。姚枢还搜集了大理的图书档册。蒙古兵在姚州抓获高泰祥，“泰祥奔姚州，被执，谕之降，不屈，命斩于五华楼。”高泰祥临刑，叹曰：“段运不回，天使其然，为臣殒首，盖其分也。”忽必烈认为他是忠臣，对其后代“许以世其官”。后来，高氏子孙有的被封为姚安、鹤庆等地方的土司，世代承袭30多代，直至改土归流。
1254年，忽必烈北归，留兀良合台继续进攻。1254年秋，蒙古兵追至昆明，活擒段兴智。段兴智被擒后，被送到北方蒙古汗廷，去见蒙哥汗。蒙哥汗施以怀柔，赐金符，令其归国，并任命他为大理世袭总管，继续管理原属各部 。
至元七年（1270年），元朝在大理原境置云南行省，加强了中国对西南边