Una vez que Chile obtuvo la superioridad naval en el Pacífico, los chilenos comenzaron a plantearse la ocupación del departamento peruano de Tarapacá y la destrucción del ejército aliado acantonado en ese lugar.

Mientras tanto los beligerantes habían logrado reforzar sus guarniciones en Arica, Iquique, Antofagasta y puertos intermedios.

Las fuerzas chilenas desembarcaron en Pisagua, derrotaron a la guarnición aliada y ocuparon el puerto.

Estas diferencias acentúan las dificultades para vivir en esta zona desértica, considerada la más árida del mundo por su índice pluviométrico anual casi nulo al carecer de lluvias.

Estos ríos se sumergen en la Desierto de Tamarugal, pero permiten captar agua mediante la excavación de pozos profundos en algunas partes del desierto,[2]​: 54  como en Dolores, Pozo Almonte y San Lorenzo.

[1]​: 530 En particular se debe destacar que el agua consumida en Pisagua, que sería la puerta de entrada a Tarapacá para los chilenos, era traída desde Arica en barcos cisternas y distribuida a las salitreras con el ferrocarril.

[2]​: 73  A esto debe agregarse que una parte importante del contingente chileno que fue reclutado, trabajaba en y era conocedor de la zona y muchos de ellos habían sido expulsados de Perú y que guardaban rencor a quienes les habían quitado lo ganado mientras trabajaban para Perú.

[1]​: 190 Los aliados reclutaron sus fuerzas también entre los habitantes de la región que albergaba a peruanos y bolivianos en diferentes proporciones desde Arica hasta Antofagasta.

[5]​: 168  En tierra, existía la posibilidad de atacar a las fuerzas chilenas en Antofagasta tanto desde Tarapacá como desde Potosí.

El general Narciso Campero formó en Potosí la 5.ª división del ejército boliviano, que debía atacar desde el altiplano a las fuerzas chilenas en Antofagasta, pero que no fue abastecida con los pertrechos necesarios —uniformes, botas, víveres, armas— siquiera para una marcha.

Pese a ello, Campero logró con grandes sacrificios desplazar su fuerza por el sur de Bolivia, inquietando al mando chileno.

Sin embargo, permaneció en el altiplano y nunca logró acercarse al desierto por las razones dadas.

Sin abastecimientos, las tropas chilenas en Antofagasta y la línea del Loa (Tocopilla, Calama, Quillagua) serían derrotadas por tierra.

[6]​ La pérdida de la Independencia frustró cualquier plan ofensivo que los aliados forjaron.

La desventaja naval que arrastraban desde el comienzo del conflicto les impidió cualquier abastecimiento sistemático de sus tropas.

A las 14:00 horas terminó el combate con la huida de los últimos defensores dejando importantes instalaciones del puerto.

[1]​: 573 Entretanto, el general Buendía logró reunir a los desbandados defensores de Pisagua y una unidad que concurría en ayuda, 1500 hombres en total, en Agua Santa.

Suárez salió desde Iquique y reunió 8000 en Pozo Almonte, aunque faltaban 1300 acantonados en Monte Soledad.

Obligado por las circunstancias, Buendía resolvió dirigirse a Pozo Almonte, donde se encontratron el 7 de noviembre.

Antes de abandonar Agua Santa hizo quemar y inutilizar todo lo que pudiese servir al enemigo.

Informados y reunidos los jefes aliados en Tacna se decidió que las fuerzas bolivianas estacionadas en Tacna (3.000-3.500 hombres) marchasen al sur para derrotar a los invasores en un ataque conjunto con las fuerzas que se alistaban en Pozo Almonte.

La caballería chilena quedó repartida en Dolores y, para aprovechar el forraje, en Tiviliche.

La órdenes de Aníbal Pinto eran: asentarse fuertemente en Pisagua, prepararse a reembarcar en caso de asedio enemigo e intentar solo con la caballería cortar los suministros a Iquique por tierra y por mar continuar el bloqueo.

Allí se produjo, el 16 de noviembre, la inexplicable contramarcha de las fuerzas bolivianas a Arica cuyas razones, quizás por las consecuencias que tendría la deserción hasta hoy, aún no son dilucidadas por la historia.

En último momento se emplazó las fuerzas en los mejores lugares que la prisa permitía.

La derrota aliada fue total, aunque los chilenos no persiguieron el desbande de las fuerzas aliadas hacia Pozo Almonte y el poblado de San Lorenzo de Tarapacá donde finalmente pudieron reunirse y adonde acudieron también las últimas fuerzas aliadas que guarnecían Iquique, en total enteran unos 4.270 soldados en el poblado.

Finalmente el 18 de diciembre, el remanente del ejército del sur llegaría hasta Arica, (3416 soldados peruanos y 634 dispersos reunidos en días posteriores) tan pronto como las tropas peruanas hicieron el ingreso a la plaza, el contraalmirante Lizardo Montero separó del cargo al general Juan Buendía y Noriega y al coronel Belisario Suárez para que fueran sometidos a juicio por el fracaso sufrido en la defensa del departamento de Tarapacá aunque Belisario Suárez y otros oficiales serían finalmente permitidos de reincorporarse al ejército para prestar apoyo en las siguientes etapas de la guerra.

[12]​ La victoria chilena en esta campaña tuvo importantes consecuencias políticas, económicas, sociales y militares.

Aunque existían en Chile voces que exigían la anexión de la rica provincia, no era esa la motivación del gobierno.

[5]​: 132  Sin duda un interesante punto, donde debe terminar la injerencia de la política en la estrategia militar.