De militanten vielen de basis van de Overgangsmissie van de Afrikaanse Unie in Somalië (ATMIS) aan in Bulamarer, 130 km ten zuidwesten van de hoofdstad Mogadishu.
"Er was vanmorgen een aanval op onze basis... door elementen van al Shabaab, maar we wachten op officiële berichten van het hoofdkwartier van ATMIS," zei plaatsvervangend woordvoerder Deo Akiiki van de Uganda People's Defence Force (UPDF).
ATMIS heeft de federale regering van Somalië geholpen in haar oorlog tegen de Islamitische groepering. De missie was de veiligheidssituatie aan het beoordelen, zei het op Twitter, zonder details te geven.
Al Shabaab beweerde in een verklaring dat het zelfmoordbomaanslagen had gepleegd en 137 soldaten had gedood.
Er was geen onmiddellijke officiële bevestiging van het aantal slachtoffers en de groepering heeft de neiging om cijfers te geven die afwijken van die van de autoriteiten.
De militanten vielen een ATMIS basis aan en een aangrenzende basis van het Somalische leger, vertelde een Somalische militaire kapitein die zijn naam Abdullahi gaf aan Reuters vanuit de regio Neder Shabelle.
"Dat leidde tot een urenlange hevige strijd. Alle groepen, inclusief al Shabaab, leden zware verliezen," zei hij.
Inwoners van de stad zeiden dat ze wakker werden van het geluid van enorme explosies en zware wapens.
"Nu zien we al Shabaab in de stad. We weten niet hoeveel er gestorven zijn. We horen nu geen schoten van ATMIS en de regering," zei buurtbewoner Rukia Farah.
Sinds 2006 vecht de militante groep om de regering omver te werpen en haar eigen heerschappij te vestigen op basis van haar strikte interpretatie van de islamitische wet.
Door een terugslag van de regering sinds vorig jaar is de controle van de groep over grote delen van het land afgebrokkeld. Maar de groep is nog steeds in staat om belangrijke aanvallen uit te voeren op overheids-, commerciële en militaire doelen.
