东晋咸和八年333年，李雄派李寿率兵攻占南中，李寿被封为“建宁王”，爨琛为交州刺史。咸康四年338年，分置安州。咸康五年339年，爨琛降晋，晋王朝封爨琛为宁州刺史，并承认其世袭地位，从此汉族豪族爨氏统治云南400年。[14]
汉晋时期，有较多的移民进入云南，所形成的小聚居区，主要在郡县治地与交通沿线。[15]这时云南广泛使用铁器，实行移民屯田，滇中、滇东北等地出现了新的封建生产关系的因素。
南北朝，梁大同年间，改置南宁诸州，承圣末年，云南成为西爨与东爨之地。[13]
隋唐宋时期
主词条：南诏国、大理国
隋代消除割据势力，云南重新置于中央政府的直接统治之下，唐初继之，基本上恢复了汉晋时期的郡县规模。隋开皇十七年597年，复开南中，仍置南宁州，领羁縻数十州，后又领于益州都督府。
唐武德元年618年，设南宁州，后改为南宁都督府；武德七年624年，设雟州都督府；贞观六年632年，复置戎州都督府；麟德五年664年，设姚州都督府。[12]在云南建立了一大批羁縻府州，唐朝未能在云南实行屯垦戍边的政策。唐朝主要采用羁縻政策，依靠当地的酋长夷帅建立统治。[14]
开元二十六年738年，洱海地区的蒙舍诏部落首领、皮罗阁兼并五诏，建立南诏国，被唐朝赐名“归义”，皮罗阁封为云南王，南诏时期的疆域东接贵州，西抵伊洛瓦底江，南达西双版纳，北接大渡河；东南界今越南，西南界今缅甸；西北与吐蕃为邻，东北与戎州相望的广阔疆域。南诏内修制度，筑拓东城。次年建都太和城。天宝元年742年，置戎州督羁縻三十六州。天宝九年750年，南诏占领云南全境，称臣吐蕃，僭国号曰大蒙。
唐朝对南诏占据爨地十分不满，双方发生争执与冲突。唐朝调动大军先后在泸南和西洱河地区对南诏发动了两次大的征讨，结果惨遭失败。贞元十年794年，唐朝与南诏在点苍山结盟，南诏背弃吐蕃回归唐朝。唐朝以南诏为“云南安抚使司”，由剑南西川节度使兼任“云南安抚使”。[14]
南诏建立后，大规模移民，把20余万户白蛮迁至永昌地区，把乌蛮自山林深谷迁至西爨故地。[12]
879年，郑买嗣杀南诏王建大长和。光化四年901年，郑买嗣夺位，自立为王，改国号大长和。后唐天成三年928年，杨干贞建大义宁。后晋天福二年937年，段思平联络三十七部灭大义宁国，建立大理国政权。大理国政权基本上承袭了南诏以来的疆界，行政区划设有八府、四郡、三十七部，实行封建农奴制专政。大理国政权在云南的统治基本与中原的宋朝相始终。大理王向宋朝称臣纳贡，其首领先后被宋朝封为云南八国郡王、大理王等，并成为南宋王朝抵御蒙古贵族西部战线的助手。大理国政权始终保持着对宋王朝的臣属关系。
元明时期
元朝
1253年，忽必烈率大军乘革囊渡金沙入云南，灭大理国，1260年，设“大理国总管”。1276年，忽必烈选派赛典赤·赡思丁来云南建立云南行省，任赛典赤为“云南行中书省平章政事”，省会中庆路昆明，清查户口，编定赋役，自此昆明取代大理成为云南的政治中心，云南完全纳入了元朝的统一治理范围，“云南”一名便正式作为行省一级的机构出现在历史上。[12]此后元朝封也先贴木儿为云南王，1290年封皇孙甘麻剌为梁王，云南王镇大理，梁王管辖全省，云南实际上存着行省与诸王府两套政权。
元王朝在云南行省之下设置路、府、州、县等各级行政机构。除“蛮夷”聚居的地区实行土官制度宣慰司、宣抚司、土知州等而外，基本上实行和内地一样的行政区划和政治制度。至元二十年1283年，开始在云南建立军事屯田，军事屯田的任务主要由蒙古、色目、契丹等民族组成的军队承担。[14]
蒙古、回回移民入滇，即将制炮术、采矿术、医药、天文历法等一些先进知识随同带入。[16]伊斯兰教在云南进入空前发展时期。回回人亦与当地人进行通婚和融合。[12]元代以前迁入云南的汉族移民，主要聚居在郡县治地。[15]
明朝
主词条：三征麓川
明朝建立后，明朝先后五次派遣使者入滇劝降，两次使臣被杀，劝降无果。洪武十四年1381年8月，朱元璋发布征云南诏令，命傅友德为征南将军、蓝玉为征南左副将军、沐英为征南右副将军。9月，自南京出发，兵分两路，从北、东两个方向大举向云南挺进。洪武十五年正月，昆明城被攻破，洪武十五年闰二月，大理城被攻破。至此，云南全境基本平定。[17]
明朝政府调整了对云南的管理方案，大量撤县并州[18]，洪武十五年1382年建立了承宣布政使司、提刑按察使司，实施了“土流并治”，“移民实滇，开发生产”[19]，平滇军队、戍边屯垦卫所军卒及其家属大多落籍云南。[13]洪武
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