Гонсало был просто взбудоражен слухами и рассказами местного населения о богатой стране корицы и золотоносного Эльдорадо — озера, где будто бы скопились большие запасы драгоценного металла, который туда поколениями сбрасывали местные индейцы, следуя своим религиозным ритуалам. Он отправился в эту экспедицию с 220 испанскими всадниками и 4000 индейцев, но длительные и мучительные поиски в восточных районах Анд и джунглей в притоках Амазонки окончились полной неудачей. Все сопровождавшие его отряд индейцы и половина испанцев погибли, а оборванные и измученные оставшиеся в живых люди едва добрались до Кито в сплошных лохмотьях.
Пока развивались эти события по захвату новых территорий на границах бывшей империи Перу после разгрома Альмагро предводитель инков Манко все еще сохранял довольно значительные силы численностью около 80 000 человек и неоднократно пытался атаковать теперь уже постоянно возраставшие отряды испанцев, но ему не удалось одержать ни одной победы. После сдачи крепости в Тамбо недалеко от Куско и ряда последующих поражений в долине реки Урубамба Манко в 1537 году увел свой сильно поредевший отряд в далекую и очень труднодоступную горную область Вилкабамба. Здесь он провел большую работу по укреплению своей армии, в том числе с помощью небольшой группы «чилийцев», потерявших все во владениях Писарро и перешедших на службу к их врагам инкам. Отсюда Манко совершал неоднократные набеги на небольшие отдельные испанские отряды, но не был в состоянии вступать в серьезные битвы и не искал их, кроме одной попытки вернуться в Куско, когда ему стало известно об отъезде из города Гонсало Писарро с большей частью гарнизона в Лиму, но был разбит еще на подступах к старой столице. Не будучи в состоянии подняться в неприступную вотчину Манко в Вилкабамба и предотвратить его вылазки, испанцы некоторое время были вынуждены просто их терпеть.
Во время своего пребывания в Вилкабамба Манко научился у испанцев игре в шары, похожей на кегли, и увлекался ею настолько, что входил в азарт. Во время одной их таких игр между ним и его испанскими партнерами возник жаркий спор, переросший в потасовку, в результате которой Манко получил сильный удар шаром по голове. После этого испанцы попытались сразу же скрыться и уйти в Куско, но были схвачены и казнены. Через три дня Манко умер, назначив перед смертью своим наследником старшего сына Сайри Тупака, который был еще несовершеннолетним. Все вылазки против испанцев теперь прекратились, а когда Сайри вырос, то совершенно не проявлял интереса к ведению военных действий. Благодаря этому в течение многих лет данная часть Перу оставалась относительно спокойной.
В 1555 году вице-король Перу направил к Сайри Тупаку своих послов с дружеским визитом. В ходе этой встречи, которая состоялась на большом подвесном мосту на подступах к Вилкабамба, приехавшие разожгли воображение молодого правителя, который совершенно никуда на выезжал за пределы своей вотчины, красочными рассказами о внешнем мире и предложили ему посетить Лиму, Куско и другие места страны его предков. Несмотря на возражения и протесты своего окружения, Сайри Тупак согласился на это предложение и был доставлен в Лиму на носилках со всей имперской помпой как подлинный правитель империи. Затем он провел некоторое время в одном из императорских дворцов Куско, женился и поселился в памятной долине реки Юкай. Несколько лет спустя он был отравлен своими же людьми, наследником стал младший брат Титу Суси, который в детстве был свидетелем убийства своего отца испанцами.
В отличие от своего брата Титу Суси возобновил военные вылазки против испанцев из своей неприступной горной вотчины и в течение нескольких лет продолжал безнаказанно досаждать им своими нападениями. Наконец вице-король Перу Франсиско де Толедо решил применить метод, который срабатывал с индейцами в других случаях: направить к правителю инков одного человека, который мог бы попытаться уговорить его выйти из своей недоступной вотчины. С этой целью в 1565 году в Вилькабамбу был направлен монах отец Диего Родригес После длительных приготовлений путем обмена письмами монаху удалось получить согласие Титу Суси принять его в своем лагере, где он провел много дней, пытаясь соблазнить предводителя инков поселиться в Куско со всеми его вельможами и почестями при очень высоком ежегодном денежном содержании. Титу Суси выдвигал немало своих условий, в том числе относительно предоставления ему и его людям больших земельных угодий и сохранения определенной части войска, что вызывало между собеседниками ожесточенные споры. Условия предводителя были переданы в Куско для рассмотрения, а затем и глава администрации города встретился с ним для уточнения положений соглашения на одном из висячих мостов в горах. Но сделка не состоялась, и отец Диего вернулся в Куско.
На следующий год испанцы направили в Вилкабамбу другого монаха — отца Диего Ортиса — с той же целью, но ему туда попасть не удалось, так как Титу Сису умер во время религиозного празднества, по версии испанцев, от сильного алкогольного отравления. Посольство испанцев с отцом Диего, ничего не знавшеее о смерти Титу, попало в засаду индейцев и было перебито. Место умершего теперь занял третий сын Манко по имени Тупак Амару, который, узнав о приготовлениях в Куско к походу прошв него за убийство отца Диего и его сопровождения, стал готовиться к предстоявшей схватке. На этот раз благодаря информации, собранной отцом Диего Родригесом во время его пребывания в лагере инков, испанцы знали неведомые им ранее подступы к нему и выходы из него. Разделив свое войско на три крупных отряда, они незаметно прошли по известным им проходам, отрезав пути отступления для оборонявшихся, и обнаружили Тупака Амару на висячем мосту, после того как он только вышел из храма. После короткой, но острой стычки Тупаку Амару удалось исчезнуть в джунглях, но через некоторое время шедшим по его следам испанцам удалось его обнаружить с группой своих воинов на плотах, спускавшихся вниз по местной реке. Он был арестован и доставлен для встречи с вице-королем Перу. Это произошло в 1572 году. Последний правитель империи инков был казнен с группой своих сторонников в ее старой столице Куско. На этом завоевание его империи было завершено.
Фернандо Писарро, который после казни главного соперника приобретал исключительные полномочия, решил отправиться в Испанию с большим запасом награбленного золота, предназначавшегося королю. Этот привоз золота, по мнению Писарро, должен был подправить несколько пошатнувшееся положение при дворе, вызванное его действиями в Перу и в первую очередь расправой с вождем «чилийцев».
