Peñailillo formó parte de la campaña de cinco meses en Perú, al concluir la cual fue ascendido a teniente coronel graduado y destinado como segundo al mando del 8.º batallón, destacándose por su integridad y disciplina militar.

[4]​ Ascendido a teniente coronel de manera efectiva en septiembre de 1843 y graduado como coronel en 1846, Peñailillo fue otra destacada figura militar que se vio envuelta en las tormentas políticas que empezaron a intrigar y desestabilizar el país, minando la estabilidad tanto del gobierno como del ejército a partir de 1843.

Peñailillo defendió a Velasco contra Belzu, quien se alzó en armas motivado por su ambición de poder.

Al parecer, continuó sirviendo durante la época de Jorge Córdova.

Pasó el resto de su vida en paz, aunque mostró una notable crítica hacia Hilarión Daza por su presidencia fallida.