1851年1月，洪秀全在广西桂平县金田村起义，太平天国运动爆发。2年后，太平天国建都天京（今江苏南京），农民革命的风暴席卷了大半个中国，形成了以太平天国运动为中心的近代中国第一次革命高潮。而与此同时，由于银、铜、锡价的高涨，云南开矿采矿形成高潮，各地矿产纠纷不断，造成一些以争夺矿产为目的的新型地方豪强。这些地方恶势力或与官府相勾结，或相互呼应共同打劫欺凌百姓，云南境内因矿而起的地方冲突、民族冲突集中爆发。云南地方政府在处置各地矿产纠纷、民族冲突中采取了偏袒和激化矛盾的措施，冲突很快发展为民变和遍及滇南、滇西的以回族为主的反清大起义。
1856年秋，杜文秀在蒙化（今巍山）发动反清起义，云南进入了长达18年（此前2年云南各地各民族的起义已成燎原之势）的烽火岁月，省会昆明城多次陷入重围。
杜文秀（1828—1872），字云焕，回族，云南保山人，因不忿于官府对回族民众的欺压和枉法滥杀，率众起义，并进军大理，建立了大理政权，自任“总统兵马大元帅”。自1856—1866年的10年间，杜文秀率军先后6次粉碎了清王朝对大理政权的大规模进攻，并先后攻克滇西大片地区，控制了53个县。
同治六年（1867），杜文秀派出“十八大司”（将军）率领20万人，以压倒优势向东进攻滇中地区，从西、北、南三面兵临昆明城下，形成对昆明的包围，持续2年之久。而在这之前，马凌汉、马荣等部也曾包围或进入昆明。其中，在同治二年（1863），马荣率5000人进入昆明，举行“灯宵”（正月十五日）起义，占领了五华书院，杀了云贵总督潘铎，但起义15天后失败。
杜文秀军进军昆明，提出了“锄满、拊汉、除奸”的政治纲领，以及“善良者抚，顽梗不服者杀；首恶元凶，严加惩办”的区别对待政策，制定了义军“毋掳掠，毋贪财，毋凌妇女”的三项纪律。并积极与太平军联系，争取太平天国在军事上、政治上的支持。
到1869年2月，起义军已进入昆明坝区，先后攻克昆明附近的县城富民、安宁、易门、昆阳、新兴、晋宁、呈贡等重要集镇和关口，城中的清军回族将领纷纷密谋倒戈。
清廷内部及地方官吏十分恐慌，继任云贵总督张凯嵩，迫于起义军的声势不敢赴滇就任，清廷只得将其革职，另任命刘岳昭为云贵总督，布政使岑毓英为云南巡抚。岑毓英领兵进入昆明，与起义军对峙。(www.xing528.com)
刘岳昭率部从贵州来援，却在寻甸遭到起义军的痛击，受到清廷革职留任处分。
但是这时起义军在战略上出现错误，没有集中主力迅速消灭岑毓英的主力，而把自己的力量消耗在截断敌人东面的粮道上，给岑毓英造成各个击破的机会；由于战事旷日持久，起义军内部一些不坚定分子如李芳园、段成功等受了岑毓英欺骗，以至全局瓦解。到1870年底，清军转入反攻，起义军围城战役完全失败。
起义军在战斗中仍然表现出了可歌可泣的英雄气概。清朝官吏张涛在《滇乱纪略》中写道，在一座叫“五花寺”的“后炮台”里，清军攻到了炮台楼下，但起义军在和外面断绝了一切联系和供应的情况下，仍坚持战斗两天两夜，最后弹尽粮绝，寡不敌众，全部壮烈牺牲。因此，张涛评价这些起义军战士英勇顽强的斗争精神“自古罕有的”。
大理政权围攻昆明的东征战役，经历了1年零10个月，最后以失败告终，这就严重地削弱了大理政权的军事实力。此后，大理政权被迫从战略进攻转入了战略防御，退守大理。到1872年底，大理城终于被清军攻破，杜文秀自杀，起义完全失败。
战后的昆明城，由于长年战争的影响，城外的平民百姓纷纷避入城内，从而逐渐改变了昆明城内“官多民少”的人口结构。战后的恢复重建也使更多周边人口迁入了城市。有些历史学家认为，发生在云南的这场跨咸丰、同治两代的旷日持久的战争，与太平天国战争一道，给了清政府予沉重的打击，使所谓“咸同中兴”的基础化为泡沫，让清廷彻底丧失了中兴的机会。战争给云南人民带来了极为深重的苦难，战前云南人口约1400万，战后仅存600余万。
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