[7]​[8]​ Para enfrentar la guerra, Bolívar había asumido poderes dictatoriales y «queda reconocido popularmente dictador, por el tiempo que baste a afirmar la libertad de la patria».

[9]​ Mariño deseaba crear un estado propio en sus dominios, pero Bolívar quería unificar todo el país bajo su mando, contando con apoyo neogranadino para su propósito.

[19]​ Debían vigilar a Cajigal, pero sus movimientos dependían más de dónde pudieran encontrar alimentos, dirigiéndose a Tinaco, al este de San Carlos, donde encontraron víveres y pudieron reparar su parque y esperar municiones.

[22]​ La noticia sorprendió a Bolívar, quien canceló sus planes de tomar Puerto Cabello para concentrarse en la nueva amenaza.

[23]​ Por su parte, el capitán general Juan Manuel Cagigal y Mac Swing salió de Coro con una división para unirse a las operaciones.

Venció a los patriotas que habían ocupado Carora y los persiguió hasta Carache, recibiendo numerosas municiones enviadas desde Coro.

Dándose cuenta del peligro, Bolívar hizo girar a su ejército sobre su derecha para evitar el flanqueo,[23]​ desatándose un combate flojo de fusilería y arma blanca.

[26]​ Sucedió que a los patriotas se les habían mojado los fusiles por las lluvias y no tener donde guardarlos, y para ocultar este problema enviaron partidas de jinetes que entretuvieron al enemigo exigiendo duelos individuales con los jefes más famosos.

[29]​ Los fugitivos fueron capturados y luego sufrieron una quinta, es decir, uno de cada cinco soldados fue fusilado junto con todos sus cabecillas frente al ejército republicano formado[28]​ en Valencia.

Solamente quedaron con sus armas en mano los centinelas necesarios, vigías a caballo y oficiales encargados de inspeccionar el campamento.

[5]​ Cita a Baralt para afirmar que en Arao los realistas eran 2.300 hombres[54]​ (aunque en la obra aparece el número de 2.500[55]​ y esto coincide con los números dados por Urdaneta)[56]​ y desde entonces no recibieron refuerzos,[57]​ excepto los 400 jinetes apureños que escoltaban a Cajigal,[58]​[59]​ por ello considera la cifra tradicional como exagerada.

Bolívar tuvo que cruzarla, pero sus enemigos no hicieron ningún intento de atacarlo durante la maniobra.

El terreno elevado donde estaba la infantería favorecía la defensa y la llanura plana a la caballería.

[62]​ Para ello los había organizado en las divisiones de los coroneles José Francisco Bermúdez (derecha), Manuel Valdés (izquierda) y Florencio Palacios (centro).

Según él, la primera línea republicana la formaban dos cuerpos, en su ala izquierda mil soldados de infantería apoyados por 9 cañones listos para atacar al Numancia y en su derecha un cuadro sin desplegar y formado por igual número de efectivos que amenazaba al Sagunto.

La segunda línea estaba en el centro y se componía de dos mil infantes apoyados por 800 jinetes en un costado.

[63]​ Justo en esos momentos, toda la infantería realista rompió fuego sobre la línea enemiga y la caballería monárquica de la izquierda hizo movimientos para distraer a Jalón, aparentando querer atacar.

[64]​ De este modo, la caballería patriota del ala derecha recibió refuerzos y contraatacó exitosamente, poniendo en fuga a los atacantes, que huyeron hacia el ala derecha realista,[63]​ desordenando a sus propios infantes cuando intentaron darles protección.

[64]​ En cambio, Esteves González afirma que al ver a su infantería colapsar, Cajigal envió a los carabineros de Granada a salvar la situación, logrando mantener la línea por algún tiempo hasta que les cayó encima desde el frente el regimiento de caballería oriental de José Gregorio Monagas, Juan José Rondón y Lucas Carvajal, poniéndolos en fuga y arrastrando al resto del ejército.

[69]​ Sólo Ceballos pudo escapar con 60 o 70 hombres, mientras que se presumía a Cajigal, Salomón, Bobadilla, Iglesias[nota 5]​ y Alburqueque[nota 6]​ entre los muertos, prisioneros o dispersos por los bosques de Las Hermanas buscando refugio y perseguidos por las partidas de los vencedores; los oficiales La Calzada e Inchauspe fueron heridos.

[67]​ Los republicanos quedaron ricos en botín y en una jornada, los realistas perdieron lo que habían tomado en muchas semanas.

El teniente coronel Joaquín de Pueyes o Puelles, jefe del regimiento Granada, fue capturado.

Era la segunda vez que los republicanos se salvaban de un ataque crítico contra la capital (la primera fue Araure), pero pronto con Boves vendría una tercera ocasión.

[76]​ La batalla pudo ser decisiva para la independencia venezolana, pero Bolívar en vez de avanzar contra el Guárico para acabar con la rebelión de los llaneros con todo su ejército,[77]​[78]​ lo que era la decisión más sensata[16]​ y la que inicialmente pensó,[79]​ optó por dividirlo en Tinaquillo.

[74]​ Como la victoria en Carabobo dejó a los realistas sin cuerpos organizados, Urdaneta avanzó hasta San Carlos, donde dejó una tropa de 100 hombres al mando del comandante José María Rodríguez con equipajes, enfermos y heridos y la misión de asegurar las comunicaciones con el comandante en jefe, luego siguió con los 600 restantes a Barquisimeto.