ในเดือนกรกฎาคม ปี 1252 เจ้าชายคูบิไล (หลานของเจงกิสข่านและอนาคตได้ขึ้นเป็นกุบไลข่าน) ได้รับพระราชโองการของมังกุข่านให้เคลื่อนทัพโจมตีอาณาจักรต้าหลี่ แต่เจ้าชายคูบิไลก็มิได้เคลื่อนทัพทันทีจนกระทั่งถึงเดือนกันยายน ปี 1253 ทรงใช้เวลาเตรียมทัพอย่างเต็มที่ พระองค์ทรงเชื่อว่ากองทัพของพระองค์ต้องพร้อมที่จะเผชิญกับอุปสรรคต่าง ๆ ทั้งอาวุธยุทโธปกรณ์และเสบียง

การทำสงครามกับอาณาจักรต้าหลี่ ในช่วงปลายฤดูร้อน ปี 1253 เจ้าชายคูบิไลเริ่มกรีธาทัพจากเมืองหลิน-เตา ทางภาคตะวันตกเฉียงเหนือของฆฌฑลเชนสีมุ่งตรงไปยังทางทิศใต้ถึงที่ราบยูนนาน พระองค์และกองทัพต้องประสบความลำบากในการเคลื่อนทัพ และต้องผ่านมณฑลเสฉวนตรงไปยังหุบเขาลัดเข้าสู่อาณาจักรต้าหลี่ดินแดนที่แหล่งต้นน้ำแยงชีขณะประทับอยู่ที่เมืองหลินเตา เจ้าชายคูบิไลได้ส่งคณะทูตไปยื่นข้อเสนอแก่กษัตริย์อาณาจักรต้าหลี่ ทรงพระนามว่าพระเจ้าทวน สิง จี ซึ่งได้กลายเป็นหุ่นเชิดของขุนนางชื่อเก๋าไตเชียงผู้กุมอำนาจสูงสุดอยู่เบื้องหลัง เก๋าไตเชียงได้บังอาจท้าทายอำนาจกองทัพเจ้าชายคูบิไลโดยสั่งให้ประหารชีวิตทูตของเจ้าชายคูบิไลทุกคน

ด้วยเหตุนี้เจ้าชายคูบิไลจึงไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากต้องทรงปฏิบัติการลงโทษศัตรูเพียงสถานเดียว การโจมตีแบบสายฟ้าแลบพร้อมกันทั้งสามด้านนี้เริ่มต้นในปลายเดือนตุลาคม ปี 1253 ซึ่งเจ้าชายคูบิไลทรงคาดว่าคงเป็นสงครามนองเลือดครั้งใหญ่ที่จะบดขยี้อาณาจักรต้าหลี่ จนกว่าผู้นำและกองทัพของอาณาจักรต้าหลี่จะยอมแพ้

กองทัพของเจ้าชายคูบิไลได้เคลื่อนไปถึงริมฝั่งแม่น้ำแยงซีตรงข้ามฝั่งที่ตั้งค่ายพักของกองทัพตาหลี่ในเดือนพฤศจิกายน เจ้าชายคูบิไลได้รับสั่งให้ทหารสร้างแพที่ทำด้วยถุงนอนหนังแกะ เพื่อลำเลียงทหารเสบียงและอาวุธเบาข้ามน้ำไปภายใต้การควบคุมของขุนพลบายัน ขุนพลบายันได้นำกองทหารหน่วยกล้าตายลุยข้ามน้ำในเวลากลางคืน เมื่อรวมกำลังพลแล้วจึงรีบโจมตีทหารกองทัพของขุนนางเก๋าไตเซียงอย่างรวดเร็ว ฝ่ายทหารกองทัพขุนนางเก๋าไตเซียงต่างตกใจและคาดไม่ถึงว่าจะถูกโจมตียามดึกจึงวิ่งหนีแตกพ่ายกระเจิดกระเจิงไม่เป็นขบวน ต่อมาเจ้าชายคูบิไลได้ยึดเมืองหลวงของอาณาจักรต้าหลี่โดยปราศจากการต่อต้าน ตกดึกของคืนวันหนึ่งเก๋าไตเซียงขุนนางผู้กุมอำนาจสูงสุดของอาณาจักรต้าหลี่ได้หนีออกไปจากวังพร้อมทหารคู่ใจแต่ไปไม่ได้ไกลนักถูกทหารของเจ้าชายคูบิไลตามจับได้และประหารชีวิตด้วยการตัดหัวหน้าบริเวณหอคอยทางประตูด้านทิศใต้ของเมือง นอกจากนั้นเจ้าชายคูบิไลยังได้รับสั่งให้ประหารชีวิตทหารทุกคนที่เกี่ยวข้องกับการสังหารคณะทูตของพระองค์ และให้ฝังศพคณะทูตอย่างสมเกียรติโดยมีป้ายหินเขียนคำสรรเสริญยกย่องเกียรติคุณไว้ และสั่งให้ขุนนางมองโกลระดับสูงร่วมกับราชวงศ์ตวนปกครองอาณาจักรต้าหลี่ต่อไป

ส่วนจอมทัพอูริยังกาได โอรสองค์โตของอดีตจอมทัพข่านสุโบไตยังคงทำสงครามขยายดินแดนทางดินแดนทางด้านตะวันตกเฉียงใต้ จนกระทั่งยึดดินแดนทั้งหมดเข้ามารวมอยู่ภายใต้อาณาจักรมองโกล ดินแดนดังกล่าวประกอบด้วยชนชาติต่าง ๆ มากมายรวมทั้งทิเบตด้วย