A fines de febrero de 1880 Chile había preparado su ejército para una nueva invasión. Fue así como 13 mil hombres desembarcaron en Ilo y Pacocha, al norte de Arica para lanzarse sobre el ejército de Tacna, apoyado por tropas bolivianas. Entretanto, el general Manuel Baquedano-que había sustituido a Escala- ordenó destruir todas las fuerzas peruanas ubicadas en la cuesta de Los Angeles. Así, el 21 de marzo, las fuerzas chilenas cayeron sobre sus adversarios, adjudicándose el primer triunfo. Sin embargo, la felicidad no fue completa, ya que de manera repentina falleció el ministro de Guerra en campaña, Rafael Sotomayor.
Batalla de Tacna
Durante la mañana del 26 de mayo de 1880, diez mil chilenos al mando de Baquedano atacaron a los peruanos y bolivianos, derrotándolos por completo. Mientras los peruanos se retiraban a Arequipa, los bolivianos se iban al Altiplano, para no volver a participar en la guerra. Baquedano perdió dos mil hombres y los aliados dejaron dos mil ochocientos entre muertos y heridos, y más de dos mil prisioneros.
La toma de Arica
Con el fin de conseguir una verdadera victoria, que asegurará el dominio de la región, la idea era tomarse Arica, ocupando la fortificada plaza de la ciudad. Es así, como el 7 de junio de 1880 las fuerzas chilenas, al mando del general Pedro Lagos, se tomaron el Morro de Arica, baluarte de las fuerzas peruanas. Esta fue una de las acciones más violentas de la campaña terrestre de la Guerra del Pacífico. En ella murió más del 30 por ciento de los hombres peruanos que defendían la plaza, y el 10 por ciento de los soldados chilenos. Con la conquista de los fuertes del Morro y los de la playa, el puerto de Arica quedó finalmente en poder de los chilenos.
Conferencias de paz
Invitados por el gobierno de Estados Unidos, el 22 de octubre comenzaron en Arica las conversaciones de paz para llegar a un acuerdo entre las tres naciones en conflicto. Se reunieron representantes de los tres países; sin embargo, los aliados no aceptaron la cesión de Tarapacá, que Chile exigía como indemnización por los gastos. Con esto, se puso fin a las conversaciones.
