腹背受敌，并不是长驻建基之地，因此三个人也在寻找可以建立基础的地方。而就在这时，明朝的云南石屏土司龙在田邀请大西军进入云南，帮自己平叛。
在崇祯十二年(1639年)的时候，张献忠曾受过明朝的招抚，在湖北谷城驻扎了大半年时间。当时龙在田被明廷调往内地，在湖广、河南平乱，在名议上他是张献忠的上司。而张献忠当时出于策略考虑，曾经拜龙在田为义父，并且从他那里得到了马匹、军械，因此当时张献忠部下的众将，和龙在田的云南军队来往交从比较近密。
后来龙在田己被调回云南，正好这时云南当地的土司沙定州举兵作乱，龙在田不敌沙定州的叛军，跑往大理躲避。听说大西军余部占领了贵州，马上派人携密信通知大西军，请大西军入滇，帮助自已平定叛乱。
结果大西军的战斗力和中华军当然没法比，也不如清军或吴三桂的川军，但比起沙定州的叛军来，还是绰绰有余，入滇之后，很快就击败了沙定州的叛军，占领了昆明，并且与明朝的云南总兵杨畏知、黔国公沐天波达成协议：一，不用大西年号；二，不妄杀人；三，不焚庐舍、**女。双方合力，只用了不到一年的时间，就迅速的占领了云南全境，并擒杀了沙定州。
一统了云南之后，孙可望自称平东王，以刘文秀为抚南王，艾能奇为定北王，封官设职，以杨畏知为华英殿学士兼都察院左都御史，沐天波仍为黔国公，大西军的原将领严似祖为吏部兼礼部尚书，王应龙为工部尚书，丁序焜为户部尚书，任僎为副都御史掌都察院事，马兆羲为学院，张虎为锦衣卫。但并沒有建国立号。
然后孙可望等人在云南悉心经营，前后近三年，云南全境大抵平静，既没与清军发生战斗，也没与南明政权有太多接触，基本处于一种相对封闭的境地。由于政策措施正确得当，云南地区的社会安定，生产迅速恢复发展，大西军对云南的统治日益稳定，实力已经大大增强。比张献忠在四川的时候，还要强盛，居说总兵力可以达到三十万。
不过云南毕竟不是世外桃源，孙可望等人也知道，无论是明军还是清军，或者是中华军，一但得势，必然会束进攻云南，在这个乱世的年代，根本就不可能置身事外，早晚都要衼卷进这个时代的风云中去，因此孙可望等人一也在经营云南的同时，一边也没忘了打听外面的情况，寻找主动参与出去的机会。
而孙可望等人首先想到的，还是和离自己最近的永历朝廷合作，因为云南毕竟过于偏远，大西军只能从贵州、广西一带
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