Улицы были завалены трупами. В лагерях противоборствующих сторон мерцали огни. В ночной тишине слышались стоны раненых. О’Хиггинс знал, что может продержаться только один день. В лагере патриотов почти закончились запасы воды и иссякали боеприпасы. О’Хиггинс направил отчаянное послание с просьбой о помощи Луису Каррере, который командовал третьей колонной.
Осорио тоже стоял перед выбором. Он получил указание от наместника Перу, который предписывал ему возвратиться в Перу вместе с полком Талаверы и другими местными войсками. В Перу возникла угроза восстания. Наместник считал, что если война в Чили все еще не закончена, то Осорио должен заключить перемирие. Однако Осорио был уверен, что победа его близка, и он проигнорировал инструкции наместника. Но испанцы уже дважды отступали. Победа ускользала из рук Осорио. Он принял решение прекратить наступление, однако на следующее утро вновь отдал приказ атаковать. Испанцы медленно приближались к площади, но вдруг с церковной башни, служившей патриотам наблюдательным пунктом, раздался радостный крик. Вскоре испанцы увидели вдали облако пыли — это на помощь патриотам шла армия под командованием Луиса Карреры.
Испанцы развернулись и начали занимать другие позиции, готовясь к отражению атаки. Ситуация резко изменилась. Осорио грозила опасность оказаться меж двух огней. На площади уже раздавались ликующие возгласы патриотов.
Вдруг с наблюдательного поста на башне сообщили, что армия Луиса Карреры отступает. На площади установилась напряженная тишина. Никто не мог поверить в происходящее. Внезапно эту мертвую тишину нарушил резкий крик О’Хиггинса — он призвал своих солдат двигаться вперед. Испанцы усилили натиск. В конце концов О’Хиггинс осознал, что его положение безнадежно. Запасы воды иссякли. Полуденное солнце будто остервенело — лица солдат горели, а их губы были черны. Пушки были до такой степени раскалены, что, когда их заряжали, они тут же взрывались. О’Хиггинс приказал поджечь дома вокруг площади. Это была последняя, отчаянная мера. Но испанцы уже прорывались к площади. В пороховой склад патриотов попала искра. Он взлетел на воздух.
О’Хиггинс отдал приказ с боем отходить. Так же как Кортес триста лет назад в Мехико с боем продвигался по мостовым Теночтитлана во главе пятисот солдат, О’Хиггинс верхом на лошади прорывался по узким, заваленным трупами улицам Ранкагуа. Чтобы заставить противника отступить, они поставили мулов впереди. Но О’Хиггинсу не удалось на лошади протиснуться через баррикады со стороны площади. Его адъютант был убит. Испанский солдат направил свою лошадь прямо на О’Хиггинса и чуть не убил его, но все-таки промахнулся. Когда лошадь О’Хиггинса была ранена, он спешился и продолжил выводить своих людей с площади. Вырвалось из кольца меньше половины. Среди выживших был и Хуан Хосе Каррера.
Роялисты, ворвавшись на площадь, будто опьянели от крови. Они расправлялись с пленными, насиловали женщин и даже убивали детей, спрятавшихся в церкви. Зверствуя, они подожгли госпиталь. Большинство находившихся там сгорели, уцелели только те, кто мог хоть как-то передвигаться. Кроме мирных жителей в бою за Ранкагуа погибло около шестисот патриотов и тысяча испанских солдат.
Ночь не остановила О’Хиггинса. Он вскочил на коня и поскакал в Сантьяго. Ворвавшись в правительственный дворец к Хосе Мигелю Каррере, он выяснил, что именно он, а не его брат Луис отдал приказ об отступлении третьей колонны от Ранкагуа. Хосе Мигель яростно защищался. Он утверждал, что О’Хиггинсу следовало действовать быстрее. Армия Луиса Карреры в основном состояла из ополченцев. Они были вооружены только копьями и, если бы пошли в атаку, наверняка были бы разбиты. Более того, приближаясь к Ранкагуа, они слышали, что звуки боя затихали, и решили, что О’Хиггинс сдался.
Объяснения Карреры выглядели весьма неубедительными. О’Хиггинс видел только две причины сдачи Ранкагуа — трусость или предательство. Каррера, видимо, хотел, чтобы О’Хиггинс был разбит, и ради этого даже рисковал жизнью брата. Но была и третья, менее дискредитирующая причина: Каррера пытался сохранить третью дивизию для дальнейшего сопротивления испанцам на севере в случае падения Сантьяго. Но О’Хиггинс узнал также от своих сторонников в столице, что Каррера в случае победы в Ранкагуа планировал его убийство. С характерной для него сдержанностью О’Хиггинс объявил о своем намерении перейти Анды. Каррера резко ответил, что он будет сам продолжать борьбу на севере Чили. Оба понимали, что, как только придут испанцы, Сантьяго придется сдать.