只剩下云南了。汉武帝打算和平解决云南问题，派王然于再次出使滇国，挟战胜之威诚邀滇王投降。但是，滇也是大国，拥众数万，也要面子的，而且与周边的劳深、靡莫等守望相助，也不是好惹的，所以滇王拒绝投降。两年后，元封二年，汉武帝派郭昌、卫广进攻云南。汉武帝清楚的记得当年劳深、靡莫两部隔绝汉使，也记得那时的滇王态度比较友善。所以，虽然是滇王不识抬举，但汉军的打击目标却锁定为劳深和靡莫。很快，劳深、靡莫就被灭了，孤立无援的滇王举国投降，汉朝在云南设立益州郡。不久，滇王入朝，被汉武帝赐以王印。
汉代滇王之印（国宝级文物）
至此，汉朝视野范围之内的西南夷诸部都被征服。汉朝在这里一共新增了六个郡，分别是贵州的牂牁郡，云南的益州郡，川西的越嶲郡、沈黎郡、汶山郡，陇南的武都郡。那些及时投降的西南夷诸部原有政权也被保留下来，成为依附于汉朝郡县的自治地方。这些得以保留的部落被改编为邑，邑君依据实力大小获得不同的爵位。汉武帝时，只有两个邑君是王爵，分别是夜郎王和滇王。汉昭帝时，句町侯配合汉军镇压叛乱有功，也被升级为王，这样西南夷就有三个王，夜郎王、滇王和句町王。
西汉益州刺史部局部，其中益州郡以原滇国为核心，牂牁郡以夜郎国、句町国为核心
就是这样，汉武帝将整个西南夷纳入了中华民族的大家庭之中。汉族逐渐开始移民，加速了西南边疆的发展。后世很长时间中，西南边疆都是汉夷杂处，汉族大姓和夷人部落长期共存。直至明朝，汉族大批进入云贵，形成以汉族为中心和主体、汉化少数民族为重要参与者、未汉化少数民族为受压迫对象的格局。新中国成立后，各民族大团结的局面才正式确立。
