在临安府休养数日之后，项绍宽得到了一个很坏的消息：裒主武公俊的五千军队按照事前的约定，从陆路赶来会合，但在途中经过蒙自县的时候，被当地土司李世屏伏击，遭到惨败，损失了数百人。之后虽然收拾人马重新发起进攻，却被李世屏的手下扼守交通要道，无法前进。
云南遍地土司这件事，项绍宽一早就知道，但如今真遇到了麻烦，才领教其中的复杂性。找来莫敬晭一问，原来李世屏家族是蒙自一带的土司头领，其父李日芳在明清易代之际取得了蒙自县的实际控制权，清军入滇之后，李日芳起兵抗拒，结果兵败被杀。等到吴三桂起兵之时，李世屏率兵数千附从，后来因为战场有功，被吴世璠封为世袭蒙自土县丞。蒙自县原属临安府，但也和其它州县一样，名义上有知县，但从不到任，李世屏就是蒙自的土皇帝。而且，李世屏对吴氏较为忠诚，与周边其它土司关系一般，对安南人则十分抗拒。这一次武公俊的军队经过蒙自县，可能是自恃兵力强大，没有派人向李世屏通报送礼，引起了李世屏的反感，才会爆发战事。
事情搞清楚之后，项绍宽与众人开会商议，所有人都认为，既然如此，不能再在武公俊的身上浪费时日，干脆直接开拔，向昆明进发，反正也不差那五千人的战力。至于武公俊那边，派人去告诉他，凭自己的力量打败李世屏，然后赶上大军，否则回头予以严惩。
安排停当，大军即刻出发。
有了侬绳英作为向导，进军就比较顺利。大军在山间道路之中穿梭了十多天，便到达了澂（读作橙）江府南境。
不知道是昆明的吴世璠小朝廷没有收到明军入境的情报，还是收到了情报却派不出人马，总之明军一路上没有碰到任何的吴军，发生的小规模战斗都是几个不开眼的土司居然袭击大军。因为有侬绳英在，战斗不是轻易解决，就是由侬绳英出面劝退敌人。但即便如此，明军却又承受了一千多人的伤亡，原因是时值盛夏天气炎热，蚊虫叮咬加上水土不服，军士病倒了不少，只能留在沿途的居民家中安置休养，另外派人看护。
有鉴于此，所有人都觉得应该争取速战速决，拖得越久，军士患病的机会越大。于是决定兵分两路，西路由吕宪华、曾养性率领，攻打新兴州，等攻克了新兴州，就能继续向北到达昆明滇池的南岸，东路由项绍宽、郑克臧率领，攻打河阳县，同样向北到达滇池南岸，两军会师之后就能直达昆明城下了。
无论是新兴州还是河阳县，城池的规模都十分有限，对于久经沙场的明军来说，只能算是小菜一碟。项绍宽因此特意将两个学员营分隶两军，并且嘱咐吕宪华和曾养性，让学员营实战锻炼一下。
但事实上，实战的锻炼也非常有限。明军兵临城下，知州和知县就立刻投降，不带丝毫的犹豫。无可奈何的吕宪华和项绍宽都想到了同一个办法：让知州、知县重新闭上城门，由学员营演习一次堆土登城——为了翻越山岭，明军并没有携带笨重的云梯，但云南的城池多半城垣矮小，可以堆土登城。
学员们的表现还算过得去，在有老兵带领的情况下，组成盾牌墙，快速集土堆土，使用热气球和火炮立体掩护登城，都做得有模有样。等到两军在滇池南岸会师之时，吕宪华和项绍宽都觉得，这群学员可以在攻打昆明的战斗中有所表现了。
既然大军已经到了滇池南岸，吴世璠再不知不觉就显得离奇了。滇池面积广大，东西短南北长，昆明城位于滇池的北岸。滇池的西岸直接邻接高山，大军要从南岸到北岸，只能从滇池东岸相对宽阔的小平原上通过——吴军已经在险要地段筑起营垒，抵挡明军。
不过，大家很快从逃亡百姓的口中得知，昆明城内的兵力并不多，这一点非常符合之前的预计——吴军主力分属王屏藩和郭壮图，此时正在防御四川和贵州方向的明军。而且这一观点很容易从吴军的营垒上得到印证——热气球侦查的结果显示，吴军的营垒大约只有七、八千人的规模。
既然如此，众人都认为没有必要犹豫，虽然吴军是在险要处固守，整个营垒的正面宽度只有二百多丈，一侧是山一侧是滇池，但对于明军来说，并不难于攻陷。虽然没有英制重炮，但明军中小型火炮的数量还是不少，火绳枪的数量也远胜于吴军，再加上热气球从空中投掷燃烧瓶，吴军很难在这种立体攻势面前支撑多久。
更有意思的是，侬绳英主动要求率领手下登上吴军营垒侧面的山头，从山上向下射箭。郑克臧和项绍宽都想看一看土司兵的战斗力到底如何，自然是同意。
战斗打响，明军的立体攻势取得了立竿见影的成效，吴军营垒本来就是草草搭建，在火炮的轰击下纷纷垮塌。侬绳英的弓箭和热气球的燃烧瓶更是沉重打击了吴军的士气，士兵们仅仅坚持了不到三刻钟，便作鸟兽散，纷纷向四下溃退。
福全、张云翼、赵弘灿等人都立功心切，各自带着手下四面出击，全力多抓俘虏。
等到战斗结束清点结果，收获最大的居然是福全，抓到了吴军的首领之一郭壮勋。此人自称是郭壮图的弟弟，与他一起带
兵的是郭壮图的儿子郭宗汾，郭宗汾逃得比较快，所以没有被明军抓获。
项绍宽觉得这个郭壮勋不像是有气节的样子，于是命人取来刑具，假意要严刑拷问。郭壮勋果然当场吓破胆，连忙不打自招地将城内情况和盘托出：吴世璠和郭壮图君臣确实没想到明军会从红河方向包抄偷袭昆明，基本上所有的兵力都派往贵州和四川防守，昆明城内只有不到两万军队，而且没有什么能打的将领。几天前才得知明军到达的消息，守军和百姓都已经开始逃亡，派人去向郭壮图求援也还没有回音。如今这一场惨败过后，城内已经是兵不满万，人无战心的状态。
郑克臧认为，看郭壮勋的样子也不像是在给假消息骗取信任，于是决定第二天就向昆明城进发，迅速包围昆明城，免得吴世璠出逃。
很显然，吴世璠也不会逃。在云南山区逃跑的效率很低，而且明军很清楚如果吴世璠逃跑，必然是跑向贵阳投靠郭壮图，很快就能抓住他。吴世璠现在能做的，就是困守孤城，寄希望于郭壮图或者王屏藩能够快点回来救命。
然而大军从贵阳或者镇雄赶回昆明，怎么也要一个月，吴世璠已经无法坚持这么久了。
明军包围昆明城的第二天，昆明城内就出了大事，吴将线緎杀死了郭宗汾，带了数百人出城向明军投降。
郭宗汾一死，城内愈加混乱。吴世璠对云南的统治，很大程度上依赖岳父郭壮图一家，如今郭壮图远在贵阳，郭壮勋降明，郭宗汾再一死，城内几乎可以算是群龙无首，四处起火，出城投降或者逃散者络绎不绝。
明军还没有举兵攻城，昆明城却显然已经守不住了。