Habiendo ganado el dominio absoluto del mar, el gobierno ordenó se pusiese en acción el plan de invasión al Perú, durante largo tiempo se había comentado donde dar el golpe, surgiendo de esta manera tres planes:

Finalmente tomando en cuenta las más variadas razones, de índole económico y de desconfianza en el comando del General Escala, se decidió invadir Tarapacá, de lograrse realizar con éxito la invasión, era indudable que Chile quedaría en un pie excelente tanto en caso de continuar la guerra como para negociar la paz, esto por las siguientes razones:

· El erario chileno no se creía estar preparado para hacer frente a los gastos de una guerra larga como ya se veía sería la del pacifico, por lo cual conquistando Tarapacá, se lograría el monopolio mundial del salitre, lo que permitiría sin lugar a dudas mantener al ejército que fuera, por el tiempo necesario.

· Relacionado con lo anterior, la perdida de Tarapacá significaría un rudo golpe a la economía peruana, por vía de malos manejos a pesar de la gran riqueza que significaba la posesión del salitre el fisco peruano estaba casi en la ruina, por lo que perder Tarapacá no solo significaba perder la principal entrada del Perú, sino que además ponerlo en serios aprietos para mantener el esfuerzo que implicaba la guerra.

· Indudablemente, el poseer Tarapacá y poder conservarlo, resultaría una prenda de gran importancia a la hora de sentarse a conversar las condiciones de paz.

· Desde el punto de vista militar, el invadir Tarapacá, implicaba que las líneas de transporte serían necesariamente las más cortas desde la base de Antofagasta, con lo cual se acortaba el tiempo en que se podían despachar la logística y los refuerzos.

Decidido el objetivo a invadir, surgió entonces la pregunta por donde empezar, con anterioridad, por presión del Ministro de Guerra en Campaña Rafael Sotomayor, una comisión analizó todos los puertos de la provincia de Tarapacá, decidiendo que el mejor lugar de desembarco era el puerto de Pisagua, pero cuando la decisión parecía segura, se propuso que a la caleta de Junín como el mejor lugar para desembarcar, la última palabra era del ministro Sotomayor, así que este se asesoró por un Capitán de la Guardia Nacional que conocía el lugar por varios años de residencia en Tarapacá, llegando a la conclusión de que el mejor lugar para el desembarco era Pisagua, pero la decisión la guardo hasta que ya la expedición estuvo embarcada, a pesar de todo, para mantener contentos a los defensores del plan Junín, decidió que una fuerza de unos 2.000 hombres desembarcara en dicho lugar.

Por su parte el puerto era defendido por dos batallones bolivianos y algunos artilleros peruanos, el desembarco anfibio del 2 de Noviembre de 1879, fue sangriento, culminando con el incendio del puerto y la derrota total de los aliados, quienes se replegaron rápidamente hacía el interior, hasta Agua Santa, ordenando el General Juan Buendia que las tropas aliadas se concentraran en Pozo Almonte y se dirigieran a reunirse con las demás tropas en Agua Santa.

Completado por su parte el desembarco chileno, el Teniente Coronel de la Guardia Nacional José Francisco Vergara, que se desempeñaba como secretario del general Escala, consiguió permiso para realizar dos exploraciones, la primera realizada en compañía de algunos oficiales, al no encontrar tropas aliadas le dio la seguridad suficiente de aventurarse en un reconocimiento mayor, por lo que convenció a Escala de que le permitiese adentrarse con un escuadrón del Regimiento de Caballería "Cazadores.

Por su parte el mando aliado se encontró con la imposibilidad de realizar la concentración ordenada por Buendia, debido a la carencia de elementos de movilidad, por lo que el General decidió retroceder con las tropas que había reunido hacía Pozo Almonte y esperar, para proteger su retirada dejó en su retaguardia a unos 110 Húsares Bolivianos y Peruanos, ordenando además la destrucción del deposito de Agua Santa.

Mientras tanto Vergara llegaba a la aguada de Dolores y descubría gran cantidad de agua acumulada en estanques ferroviarios además de las maquinarias del pozo intactas, inmediatamente dio cuenta al comando chileno a fin de que ocuparan el lugar, el mientras tanto continuó su excursión, llegando el día 6 de Noviembre al lugar denominado pampa Germanía donde destruyó a los Húsares aliados, luego de esto marcho de vuelta a Dolores donde esperó a las tropas que rápidamente se despachaban desde Pisagua.

Con el ejército chileno establecido como una cuña entre las fuerzas de Tarapacá y Tacna se decidió enviar a Tarapacá una columna Boliviana de 3.000 hombres al mando del Presidente de Bolivia General Daza, a su vez se ordenó a Buendia dirigirse hacía el Norte donde debía unir sus fuerzas a las de Daza y atacar a los chilenos.

Para los chilenos, siempre existía la posibilidad de que se realizará esta marcha, de hecho las avanzadas chilenas detectaron a las tropas de Daza que se dirigían al Sur, estableciendo entonces su dispositivo para hacer frente a esta contingencia, pero inexplicablemente al llegar a la quebrada de Tana Buendia ordenó a sus tropas volver a Tacna, a pesar de las protestas de sus comandantes, este hecho a pasado a la historia como la traición de Tana, aunque mejor se debería llamar la traición de Daza.

Ignorante de este hecho Buendia inició su marcha al norte, con 9.000 soldados dejando para la protección de Iquique 1.500 hombres de la 5° división peruana. Increíblemente, los chilenos no desplegaron ningún tipo de actividad de reconocimiento hacía el sur y solo se dieron cuenta de que los aliados se dirigían hacía ellos cuando los tenían encima, en Negreiros descubrieron las avanzadas, luego de algunas vacilaciones, el mando chileno optó por fortificarse en el Cerro San Francisco, el que fuertemente artillado y defendido por 6.500 hombres representaba un obstáculo formidable, que relativizaba la superioridad numérica de los aliados. El 19 de Noviembre los aliados fueron derrotados en su intento de desalojar a los chilenos de sus posiciones.

Obligados por las circunstancias, Buendia optó por abandonar el departamento de Tarapacá, reuniendo los restos de su ejército en el pequeño poblado de Tarapacá en el interior, ordenando además a la 5° división abandonar Iquique y reunírsele, así el 22 de Noviembre la armada chilena desembarco en el puerto sin disparar un tiro, trasladando pronto unidades del ejército desde Antofagasta.

Mientras desde Dolores se despachó a Pozo Almonte al regimiento "Cazadores" al mando del Coronel Emilio Sotomayor, jefe del Estado Mayor, caído en desgracia por su actuación en la batalla del 19, este jefe logró capturar el archivo completo del 1° Ejército del Sur peruano, a la vez de enterarse del destino de la 5° división, pero el mensajero enviado al General Escala fue atacado en su paso por un poblado peruano, salvando a duras penas la vida, pero extraviándose en el desierto, para finalmente llegar a Iquique.

Escala autorizó en tanto a Vergara para realizar una exploración hasta la quebrada de Tarapacá, pero le asigno 400 hombres, de Caballería, Infantería y Artillería, fuerzas demasiado pesadas para una exploración ligera, finalmente Vergara logró determinar que en Tarapacá estaban reunidos los restos del ejército aliado, a los cuales creyó no superar los 1.500 hombres, pensando que estas fuerzas estarían muy desmoralizadas por la batalla del 19, pidió de refuerzo un batallón de Infantería a fin de acabar con el enemigo. Presionado por sus comandantes, que estaban ansiosos por combatir, Escala despachó una verdadera expedición de unos 1.900 hombres, suficientes para batir a los 1.500 aliados que se suponía se refugiaban en Tarapacá.

Lo cierto es que las tropas aliadas, principalmente peruanas en la quebrada sumaban en realidad 5.000 hombres (incluyendo a la 5° división), si bien estas fuerzas eran solo infantería, desgastados y hambrientos, pero no con la moral baja.

Unidas las tropas de Vergara con su refuerzo, asumió el mando de la expedición el Coronel Luis Arteaga, uno de los jefes con más prestigio del ejército, jefe que sin embargo no llevó víveres ni agua consigo y solo una cantidad limitada de municiones.

Buendia tenía pensado abandonar el departamento, por lo que el día 26 de Noviembre despachó dos de sus divisiones (unos 1.800 hombres) hacía el norte, las otras cuatro debían seguirle el 27, pero lejos de esto los chilenos se presentaron, despachando las ordenes para que volvieran las tropas que ya habían partido enfrentó y derrotó a las fuerzas chilenas, que sólo gracias a que los peruanos carecían de tropas de Caballería no pudieron perseguirlos, aún así la batalla de Tarapacá del 27 de Noviembre, a pesar de lo limitado de los efectivos de ambos bandos que combatieron (unos 7.300 hombres) fue sin lugar a dudas la más sangrienta de la campaña y una de las más sangrientas de la guerra.

A pesar de la victoria, Buendia no podía continuar operando en Tarapacá, sus tropas se encontraban muy desgastadas, carecía de reservas, víveres y hasta de municiones, iniciando de esta manera la retirada.

La caballería chilena fue enviada en su contra, pero a pesar de los esfuerzos por cortar a los aliados, estos astutamente lograron evadirse realizando una terrible marcha hasta el puerto de Arica, llegando a ese lugar solo unos 4.000 hombres.

Dueños de Tarapacá los chilenos enviaron diversas partidas a fin de evitar que guerrilleros peruanos mantuvieran la resistencia, pronto además se organizó una eficiente administración y la riqueza del Salitre quedó al servicio de Chile.