Затем Кокрейн отправился на север — к Консепсьону, где губернатором был генерал Фрейре — протеже О’Хиггинса. Одолжил у него двести пятьдесят солдат и в конце января 1820 года вновь направился в Вальдивию. На подходах к Вальдивии в ночь на 19 января, пока Кокрейн спал, а вахту держал один гардемарин, «О’Хиггинс» наскочил на риф. Повреждение оказалось серьезным, уровень воды в трюме поднялся, а корабельные помпы не действовали. Возникла угроза, что корабль пойдет ко дну. Поскольку чилийский экипаж абсолютно не разбирался в механизмах, Кокрейн самолично занялся ремонтом помпы. Затем он бросил один якорь, а его люди сумели снять корабль с рифа. Несмотря на серьезные повреждения, корабль был вне опасности. Кокрейн заявил: «По трезвому расчету может показаться, что любая попытка взять штурмом Вальдивию была бы чистым безумием. Именно поэтому испанцы вряд ли поверят в серьезность наших намерений, даже когда мы начнем действовать. И вы убедитесь, что лихой налет, а затем немного упорства и настойчивости принесут нам полный триумф».

Кокрейн решает начать штурм не с моря, а с суши, сделав бесполезными форты, прикрывающие вход в гавань. Переведя своих людей с поврежденного флагмана, который, как он опасался, могут узнать в Вальдивии, на два небольших корабля сопровождения — бриг «Интрепидо» и шхуну «Монтесума», он решает высадиться на омываемом бурунами отлогом берегу — прямо у входа в гавань Агуада-дель-Инглес, позади форта Инглес. Но чтобы добраться до него, его корабли должны пройти в пределах досягаемости орудий форта. Он снова воспользовался испанскими флагами и подошел достаточно близко, и его офицеры испанского происхождения сообщили командиру форта, что они сопровождают испанский конвой, отделившийся от основной эскадры, что они потеряли свои шлюпки и поэтому не могут высадиться на берег. В действительности же шлюпки были спрятаны за бортами кораблей, обращенными к морю. Однако одну шлюпку унесло течением, и обман раскрылся.

Была поднята тревога, и пушки порта открыли огонь прямой наводкой. Кокрейн немедленно отправил на берег Миллера с сорока четырьмя морскими пехотинцами. Весла гребцов застревали в морских водорослях, и их встретил с берега мушкетный залп отряда из семидесяти пяти испанцев, которые, впрочем, были быстро рассеяны штыковой атакой. Двести пятьдесят чилийских солдат под прикрытием авангарда благополучно высадились и окопались.

С наступлением темноты Кокрейн разделил своих людей на две группы, одна из которых расположилась перед фортом, а другая ползком обошла его сзади. Фронтальная группа должна была начать атаку с максимальным шумом и гамом, дабы приковать к себе внимание защитников гарнизона, в то время как вторая группа под началом лейтенанта Видаля карабкалась на укрепления в тылу испанцев. Затем этот отряд бросился в атаку с яростным боевым кличем арауканских индейцев. Гарнизон обратился в бегство, посеяв панику в отряде из трехсот человек, отправленном форту на подмогу. Вскоре о высадке чилийцев стало известно на других испанских позициях. Яростной штыковой атакой чилийцы обратили их в бегство. Испанцы отступали до форта Карлос, защитники которого не успели закрыть ворота, и чилийцы с боем ворвались в него. Беспорядочное отступление продолжилось вместе с защитниками форта Карлос. Они попытались укрыться в форте Амаргос, но чилийцы сумели прорваться и туда, по пятам преследуя испанцев. Только в крепости Коррал-Касл испанцы наконец смогли укрыться от чилийцев. Эта крепость была защищена гораздо лучше других и могла выдержать продолжительную осаду.

Измотанный, но окрыленный успехом Кокрейн подвел итоги ночных трудов: он захватил три из четырех фортов, контролировавших западный берег канала. Однако испанский флот все еще находился под защитой Коррал-Касла и форта Ниебла на восточном берегу и острова Мансанера — в центре, которые могли подвергнуть перекрестному огню любой корабль, предпринявший попытку проскочить здесь. И все же Кокрейн был вполне удовлетворен тем, что захватил часть испанской артиллерии в форте Чорокомайо, неподалеку от Коррал-Касла, и при свете дня мог обстреливать его.

Испанцы потеряли свыше ста человек убитыми и столько же пленными, их оставалось всего около трехсот человек, которым противостояло примерно столько же чилийцев. Полковник Айас, командир Коррал-Касла, считая свое положение безнадежным, запил. Перед рассветом он отдал приказ части своих людей попытаться на шлюпках пересечь гавань, а сам с оставшимися людьми сдался Миллеру. Кокрейн овладел всей западной банкой «неприступной» гавани Вальдивии, просто напав на нее с земли, а не с моря. На следующее утро два его маленьких корабля — «Интрепидо» и «Монтесума» — на всех парусах вошли в канал под огнем испанских фортов и встали на якорь у Коррал-Касла. Следовало переправить чилийские войска для штурма на другой стороне гавани. И тут же по приказу Кокрейна появился «О’Хиггинс». Испанцы решили, что он везет еще одну партию чилийских солдат, и окончательно пали духом. Форт Ниебла и другие западные укрепления были оставлены, а испанские войска эвакуированы вверх по реке в Вальдивию. В действительности же на «О’Хиггинсе» вообще не было солдат, а оставалась лишь небольшая команда, к тому же корабль неуклонно погружался в воду и едва смог добраться до берега. Однако расчет Кокрейна, что появление корабля полностью деморализует испанцев, оказался верным.

Через два дня Кокрейн отправил «Интрепидо» и «Монтесуму» вверх по реке — к городу Вальдивия. «Интрепидо» обошел все вокруг и установил, что испанский гарнизон исчез, а местная знать готова просить мира. Кокрейн захватил «Гибралтар» Амбросио О’Хиггинса и в придачу к нему 10 000 пушечных ядер, 170 000 патронов, 128 орудий, 50 тонн пороха и судно. При этом он потерял всего семь человек убитыми.

Через три недели Кокрейн с триумфом вернулся в Вальпараисо. Но твердая решимость поправить свое финансовое положение (в предыдущие кампании его, как он полагал, обманывали, не выдавая призовые деньги) побудила Кокрейна не отдавать трофеи, захваченные в Вальдивии. Благодарность чилийцев тут же сменилась гневом, пошли разговоры о возбуждении судебного дела. Кокрейн тут же пригрозил подать в отставку, вызвал преданных ему офицеров и арестовал своего главного соперника, капитана Гайса, за неподчинение. Чилийский морской министр Сентено умолял его остаться, с такой же просьбой к нему обратились О’Хиггинс и Сан-Мартин. Кокрейн смягчился и восстановил Гайса в должности.

Он даже вдруг вспомнил о своей давней задумке и отправил одного из офицеров в долгое путешествие вокруг мыса Горн — на остров Святой Елены. Однако когда тот прибыл, здоровье Наполеона настолько ухудшилось, что покинуть остров он был уже не в состоянии. Так что план Кокрейна по освобождению императора так и не осуществился…

«Четыре маленьких кораблика когда-то принесли Испании господство над Америкой, а эти корабли теперь отберут его». Кораблей, которые имел в виду О’Хиггинс в своей декларации и которые должны были освободить Перу, всего было двадцать четыре: восемь боевых кораблей — один линейный, три фрегата, три бригантины и одна шхуна — и шестнадцать транспортных для перевозки войск. 21 августа 1820 года Кокрейн вывел эскадру из Вальпараисо на «О’Хиггинсе», Сан-Мартин замыкал ее на корабле, названном его именем. Они взяли курс на Писко — порт, находившийся в ста пятидесяти милях к югу от Лимы.