Вскоре Гонсало Писарро решил повести фронтальную атаку на баррикаду, направив отряд с приказом захватить ее. Когда испанцы начали вскарабкиваться на обнаженные каменные породы, увенчанные стеной, Манко решил продемонстрировать свои последние военные инновации. Неожиданно раздались громкие взрывы, и из отверстий в стене повалил дым. В свое время испанские пленники показали воинам Манко, как стрелять из аркебуз, захваченных у убитых испанцев. Как раз ради этой цели Манко распорядился проделать маленькие отверстия в верхней части стены. Оправившись от шока, испанцы начали тщательно осматривать стену: они увидели множество стволов произведенных в Испании аркебузе направленными на них прицелами. По словам Педро Писарро, инструкции, которые получили воины в плане использования пороха и перезарядки ружей, были далеки от идеала:
«У входа в этот узкий [каньон]… [Манко] соорудил каменную стену с отверстиями в ней, через которые они стреляли в нас из четырех или пяти аркебуз, которые… они отобрали у испанцев. И поскольку они не умели заряжать аркебузы, они не причинили нам особого вреда, — они помещали [свинцовую] пулю у самого дула аркебузы, так что пуля просто выкатывалась на землю».
Так или иначе, после нескольких дней перестрелок, в ходе которых испанцам никак не удавалось пробить брешь в баррикаде Манко, конкистадоры почувствовали, что загнаны в угол. Но наконец из Куско прибыли отряды подкрепления, и, имея у себя под рукой свежие войска, Гонсало продумал новый маневр. Приказав половине своего войска продолжать выдохшуюся было атаку против войск Манко, защищавших каменные баррикады, Гонсало дал распоряжение остальной части своего отряда незаметно пробраться по задней стороне горной гряды, с тем чтобы попытаться овладеть высотами. Когда ружейные выстрелы дали сигнал к атаке баррикады, вторая группа Гонсало начала карабкаться по склону, покрытому густой растительностью: зачастую воинам приходилось прорубать себе дорогу топорами. В итоге испанцы достигли вершины горной гряды незамеченными. Теперь туземцы, стремившиеся отбиться от испанской атаки, идущей снизу, неожиданно оказались в незавидном положении: их теперь и сверху обстреливали из аркебуз и луков. Вот как рассказывал об этом Педро Писарро:
«Видя, что испанцы уже ведут атаку сверху, индейцы направились в форт к Манко Инке сообщить ему об этом… и ввиду складывающейся ситуации трое индейцев взяли его под руки и спешно перенесли его через реку… которая протекала вблизи этого форта, и они пронесли его на некоторое расстояние вниз по течению реки и спрятали его в джунглях. Оставшиеся индейцы растеклись в самых разных направлениях, ища прибежища в лесу».
Испытывая чувство фрустрации ввиду своей неспособности удержать баррикаду, Манко, находясь на другой стороне реки, прокричал в сторону узурпаторов: «Я Манко Инка! Я Манко Инка!» — словно говоря: «Да как вы осмеливаетесь?!» Один из испанских воинов, участвовавших в атаке, Мансио Сера де Легисамон, запомнил также высказывание Манко, что «он вместе со своими индейцами убил до и после восстания в общей сложности более двух тысяч испанцев, и что он намерен убить их всех и удержать землю, которая принадлежала ему и была унаследована им от его предков». Так или иначе, не в силах более препятствовать испанцам продвигаться к его новой столице, Манко бежал в сопровождении своих сподвижников из числа антис.
Гонсало и его войска двигались теперь по мощеной дороге, которая наконец привела их к Вилькабамбе, городу, о котором они до сих пор слышали лишь легенды. Испанцы обнаружили новую инкскую столицу растянувшейся на расстояние более чем в милю; она располагалась на участке, расчищенном от леса. Город выглядел совершенно опустевшим: его испуганные жители бежали. Испанцы спустились в город по длинной каменной лестнице, вслед за ними на носилках пронесли Паулью Инку. В воздух все еще поднимался дым покинутых костров, на которых готовилась еда. В отдалении были слышны вибрирующие трели паукообразных обезьян. Возбужденные испанцы тут же приступили к разграблению города; с мечами наголо они врывались в дома и в хранилища, появляясь затем оттуда с золотыми и серебряными блюдам и, кубками и идолами. Несколько испанских офицеров и их туземных помощников отправились на поиски исчезнувшего императора, однако им удалось найти только жену Манко, Куру Окльо. Все еще находясь в потрясении от гибели двух своих братьев, убитая горем женщина не предприняла никаких попыток бежать.