La ocupación realista de Chile le obligaba a liberar primeramente ese país.

Luego del Cruce de los Andes las fuerzas sublevadas, dirigidas por San Martín marcharon por la ladera poniente del macizo, llevando consigo las piezas de artillería, alimento y ropajes.

Con el fin de emplear una táctica de pinzas por el frente y la retaguardia, se dividieron a las tropas disponibles en dos: Mientras Soler rodeaba a los realistas por el camino de Montenegro, más suave pero mucho más largo, O'Higgins lo hacía por Cuesta Vieja, más corto pero en pendiente y mucho más peligroso, dirigiéndose en dos columnas, y enfrentándose con los adelantados realistas hasta encontrarse frente a frente con el grueso del ejército realista, por lo que decidió avanzar hacia el cerro Los Halcones y desplegar allí sus fuerzas, al tiempo que despachaba un mensajero para informar de la situación al general San Martín.

[10]​ Pero Marcó del Pont cambió de opinión rápidamente y le ordenó impedir que los republicanos avanzaran sobre Santiago.

Optó por esto último, lo que permitió a San Martín rodearlo con sus fuerzas más numerosas.

Llegada la batalla, O'Higgins se desespera al no recibir órdenes de San Martín e inicia el ataque; cuando San Martín se da cuenta de esto envía a un mensajero para que Soler comience el ataque.

Otras fuentes hacen referencia a que la carga de O'Higgins fue rechazada sufriendo los independentistas numerosas bajas, siendo necesario que Soler se apresurase para flanquear al enemigo y la batalla no se perdiera.

Zapiola, después de romper el cuadro formado por los talaveras, rebasó el ala derecha realista y una segunda carga sobre la infantería y la caballería enemigas produjo la dispersión.

Los restos del ejército realista huyeron a la desbandada hacia las casas de Chacabuco distante a pocos kilómetros, y dejando en el campo la tercera parte de sus efectivos.

Poco después de finalizar la batalla el general San Martín dirigió al Director Supremo argentino Juan Martín de Pueyrredón el parte oficial:

El nuevo Director nombró por ministro del interior a don Miguel Zañartu, carácter entero y decidido partidario de la alianza chileno-argentina, y en el departamento de guerra y marina al teniente coronel don José Ignacio Zenteno, secretario de San Martín.