Ya en marzo, el general Baquedano envió al coronel Mauricio Muñoz al mando de 4000 hombres en una expedición a Moquegua con el objetivo de destruir las fuerzas enemigas en la zona y aislar a los ejércitos aliados.

En Bolivia, Hilarion Daza fue depuesto como presidente por Eliodoro Camacho, debido a su retirada de Camarones y por no apoyar al ejército aliado en Iquique.

Se eligió a Uladislao Silva como presidente de la junta de gobierno pero no tuvo apoyo y finalmente se nombró presidente provisional al general Narciso Campero, quien nombrado jefe supremo del ejército aliado llegó a Tacna.

No tardaron en descomponerse las relaciones peruano-bolivianas, mientras trataban de decidir quién comandaría a los aliados.

Los avances chilenos se realizaron desde Ite (un distrito 79 km al noroeste de Tacna), donde desembarcaron la artillería.

En aquel lugar que parecía idílico, la tropa chilena fue diezmada por ataques de mosquitos zancudos causándole bajas por paludismo y disentería.

Los jinetes chilenos usaban las nuevas carabinas Winchester y Remington, además de sables.

[12]​ Pedro Alejandrino Del Solar, en una carta privada al presidente Piérola, fijó el número de aliados, según el parte del día anterior, en 5 mil peruanos y no más de 4 mil bolivianos.

[6]​ Por su parte, historiadores chilenos cifran el ejército aliado en 12 500 hombres, de los cuales 5150 eran bolivianos.

El coronel Belisario Suárez tomó el mando y ordenó que se esperase al amanecer para emprender la marcha, pero fueron vistos por las avanzadas del batallón Atacama que les hizo disparos mientras se retiraban, llegando estas fuerzas aliadas al Alto de la Alianza a las 7 a. m..

La disposición de los efectivos, de izquierda a derecha, era la siguiente: Para atacar las posiciones aliadas el general Baquedano dividió sus hombres en cinco divisiones, tres al frente (dirigidas respectivamente por Amengual, Barceló y Barbosa).

La artillería cubriría el avance de las tropas y la caballería estaría atenta a cualquier necesidad en la que pudiera hacer falta.

Las tropas chilenas iniciaron sus actividades hacia las 8 de la mañana, ya a las 9 a. m. se inició el bombardeo de la artillería chilena, lo cual no tuvo el efecto esperado por las condiciones del terreno, pero ocasionó mucho humo que impedía la visibilidad.

Camacho también ordenó que toda la artillería del coronel Arnaldo Panizo se colocara en una altura a retaguardia de las fuerzas bolivianas.

Las divisiones chilenas llegaron a unos 80 metros de las trincheras aliadas[18]​ ya sin municiones, que había sido repartidas en cantidad insuficiente.

El regimiento Granaderos a Caballo atacó sobre la izquierda, pero fue recibido por los batallones bolivianos en formación de "cuadros".

Una vez dominada la altura por la artillería fue imposible hacer fuego porque en esos instantes las tropas peruanas estaban confundidas con las del enemigo.

Montero moviliza a la línea su única reserva que le quedaba, la División Del Solar.

El regimiento Lautaro peleó tendido a tierra y por eso tuvo pocas bajas.

[22]​ El coronel Eliodoro Camacho estaba avanzando con las Divisiones peruanas de Cáceres y Suárez, pero pronto muere a su lado el teniente coronel peruano Julio MacLean, jefe del batallón Arica.

El coronel Belisario Suárez, jefe de la III División peruana, es herido en una pierna.

Camacho cae herido y este incidente causa el desánimo de las tropas.

A las dos y media de la tarde caían los últimos reductos aliados, cuyas unidades comenzaron la retirada.

[23]​ Junto al Colorados muere el coronel Agustín López, edecán del general Campero.

El escuadrón Carabineros de Yungay n.º 1, al mando del teniente coronel Bulnes, inicia la persecución a los aliados y toma 180 prisioneros.

El alcalde es retenido y sirve de garantía para que las tropas chilenas no enfrenten una emboscada.

Entre los prisioneros estaban el general Claudio Acosta, los coroneles Eliodoro Camacho, Ildefonso Murgía, Exequiel de la Peña, Adolfo Flores, Andrés Ríos, Ángel Sarco, José Ávila, Nicanor Bacca y Corsino Balsa.

En Bolivia se recuerda como héroe al joven Juancito Pinto,[26]​ tambor del Regimiento Colorados, comandado por el Coronel Ildefonso Murguía Anze.

El contralmirante Lizardo Montero pudo reunir parte de los dispersos peruanos en Tarata, retirándose con ellos hacia Puno, donde llegaron 2 mil soldados y se reúnen a las nuevas tropas formadas en Cusco y Puno con destino a Arequipa.

A Montero, rival político del dictador Piérola, le esperan juicios en Lima.