พญามังรายทรงมีสัมพันธไมตรีกับพญางำเมือง พระมหากษัตริย์แห่งแคว้นพะเยา และพ่อขุนรามคำแหงมหาราช พระมหากษัตริย์แห่งอาณาจักรสุโขทัย โดยเป็นศิษย์สำนักเดียวกันที่เมืองละโว้[8] ทั้งสามพระองค์เป็นพระสหายร่วมสาบานกันด้วย[8]

พ.ศ. 1819 พญามังรายทรงยกทัพไปตีเอาเมืองพะเยา แต่เมื่อไปถึง พญามังรายกับพญางำเมืองกลับเป็นไมตรีต่อกัน ทำให้ข้อขัดแย้งสิ้นสุดลง หลังจากนั้นไม่นาน พ่อขุนรามคำแหงกับพระมเหสีของพญางำเมืองเป็นชู้กัน พญางำเมืองเชิญพญามังรายมาตัดสิน ทำให้พญางำเมืองกับพ่อขุนรามคำแหงกลับเป็นมิตรกันดังเดิม[9]

อนึ่ง เมื่อพญามังรายจะทรงสถาปนาอาณาจักรล้านนาที่เมืองเชียงใหม่นั้น ก็ทรงปรึกษากับพระสหายทั้งสอง พ่อขุนรามคำแหงทรงแนะนำว่า ควรลดขนาดเมืองลงครึ่งหนึ่งจากเดิมวางผังให้ยาวด้านละสองพันวา เพราะเมื่อเกิดศึกสงครามในอนาคต ผู้คนที่ไม่มากพอจะไม่อาจปกปักรักษาบ้านเมืองที่กว้างขวางถึงเพียงนั้นได้ และพญามังรายทรงเห็นชอบด้วย[8]

มิตรภาพระหว่างพระมหากษัตริย์ทั้งสามพระองค์นี้ ทำให้แต่ละพระองค์ทรงสามารถขยายดินแดนไปได้อย่างไม่ต้องทรงพะวงหน้าพะวงหลัง[8]