В 1531 году Франсиско Писарро с братьями вышел из Панамы на трех кораблях с отрядом в 180 человек, включая несколько десятков всадников: на лошадей он, как и Кортес в Мексике, возлагал большие надежды. Он высадился на берег у экватора и двинулся оттуда на юг сухим путем. В 1532 году он подошел к заливу Гуаякиль и захватил было остров Пуна, у северного берега залива. Но местные индейцы так мужественно защищались, что Писарро через полгода с сильно поредевшим отрядом перешел на южный берег залива, в гавань, которая до настоящего времени называется Пуэрто-Писарро, близ Тумбеса. Здесь он простоял еще три месяца, но на этот раз не потерял времени даром: он собрал точные сведения о внутреннем положении в государстве инков и дождался подкрепления из Панамы, в том числе еще нескольких десятков лошадей, которые для него представляли наибольшую ценность.
В стране только что закончилась трехлетняя междоусобная война. Верховного инку Уаскара победил и захватил в плен его брат Атауальпа. В сентябре 1532 года "узурпатор" с отрядом в 5 тысяч индейцев находился в горном городе Кахамарке, на одном из верхних притоков реки Мараньона.
Братья Писарро, среди которых "мужем совета" был старик Эрнандо, сочли момент благоприятным для своих целей. Получив подкрепление из Панамы, они выступили в поход в конце сентября, прошли на юг по приморской низменности, перевалили затем Западную Кордильеру и вышли к Кахамарке. Их продвижение облегчалось тем, что инки провели на своей территории дороги, вымощенные камнем, в некоторых местах вырубленные в скалах, с подвесными мостами, переброшенными через глубокие ущелья, в которых пролагали себе путь горные реки. Отряд Писарро состоял из 62 кавалеристов и 102 пехотинцев, из которых только 23 имели огнестрельное оружие (аркебузы и мушкеты).
Атауальпа не чинил препятствий испанцам. В середине ноября 1532 года испанцы вошли в Кахамарку и расположились там; пятитысячный отряд Атауальпы находился в двух милях от города. Франсиско Писарро послал офицера Эрнандо Сото с двумя-тремя десятками всадников в лагерь Атауальпы с приглашением встретиться на следующий день на площади в Кахамарке. Верховный инка отказался. Тогда Эрнандо Писарро с одним только переводчиком пришел к Атауальпе, и тот, видя, как ему доверяют пришельцы, дал согласие на встречу.
По традиционной версии, в ночь после осмотра лагеря Атауальпы братья Писарро, Сото, Севастьян Мояно де Белалькасар и монах Висенте Вальверде составили дерзкий план, который Франсиско Писарро выполнил с беспримерной даже для того времени наглостью.
Испанские солдаты и кавалеристы, разделенные на три группы, были спрятаны в засаде (по-видимому, Писарро и Атауальпа условились, что встретятся вдали от своих отрядов). Верховный инка прибыл на площадь в золотом паланкине, который несли на своих плечах знатные люди. Триста безоружных индейцев шли впереди, убирая с дороги камни и сор; за государем следовали на носилках и в гамаках вожди и старейшины.
Когда процессия остановилась, к Атауальпе подошел Вальверде и зачитал длинное рекеримьенто (извещение) - документ о добровольном признании инками власти испанского короля. Атауальпа спросил, как он может убедиться в том, что все сказанное ему правда. Монах сослался на Евангелие, которое он держал в руках. "И Атауальпа попросил у него эту книгу, повертел ее, перелистал страницы и сказал, что эта книга не говорит и не произносит никаких слов, и швырнул ее прочь". Тогда Вальверде крикнул испанцам: "На них, на них!" Франсиско Писарро приказал дать залп, спрятанные в засаде всадники с трех сторон устремились к Атауальпе, и в то же время появились пехотинцы. "И губернатор [Писарро]... в яростном порыве устремился к носилкам, схватил Атауальпу за волосы (а были они у него очень длинные), рванул его к себе, вытащил вон из носилок... свалил Атауальпу на землю и связал его. Индейцы увидели своего повелителя поверженным и связанным как раз тогда, когда с разных сторон на них набросились всадники, которых они так боялись... и бросились бежать... так стремительно, что сбивали друг друга с ног... И всадники преследовали бегущих, покуда ночная тьма не вынудила их возвратиться". Увидев паническое бегство свиты Атауальпы, находившийся в большом отдалении многочисленный индейский отряд без боя ушел на север, в сторону города Кито.
Верховный инка понял, что конкистадоры больше всего в мире ценят золото. На стене темницы, в которую его заключили испанцы, он провел черту так высоко, как только мог достать рукой, и предложил неслыханный выкуп за себя - столько золота, что оно наполнило бы комнату до указанной черты. Франсиско Писарро принял предложение. Тогда Атауальпа разослал во все стороны гонцов, чтобы они собирали золотые сосуды и другие храмовые украшения.
В начале 1533 года Альмагро прибыл в Перу с отрядом в 200 человек, из них около 50 всадников, но братья Писарро уже не нуждались в них. Именно тогда, по-видимому, вспыхнула вражда между компаньонами, которая позднее привела к гибели почти всех капитанов-вожаков Перуанской экспедиции.
До середины 1533 года инки собрали груды золота, но еще далеко не весь выкуп был доставлен. Франсиско Писарро потерял терпение, тем более что ресурсы инков, казалось, были уже исчерпаны. Он обвинил инку в заговоре против испанцев, в убийстве его соперника Уаскара, в идолопоклонстве, в многоженстве и т. д. Атауальпа был приговорен к сожжению. Но так как он согласился принять крещение, то был "только" удавлен. Золото, собранное по его приказанию, после выселения королевской пятины было разделено между конкистадорами. Так как у Альмагро был крепкий отряд, он получил свою долю.
Писарро объявил государем Перу верховного инку Манко Капака, сына Уаскара, и вступил с ним в столицу страны Куско, без труда сломив на пути сопротивление индейцев.
Он поспешил отправить в Испанию королевскую пятину - большой груз золота (некоторые авторы исчисляют всю добычу в 150 миллионов золотых рублей). Новые толпы искателей приключений бросились в Южную Америку. Корабли совершали частые плавания между Панамой и Перу. Писарро решил тогда перенести административный центр страны к морю и основал "Город Королей" (1535), который позднее получил название Лима.
На склоне жизни Писарро испытывал удовлетворение, прокладывая улицы городов, раздаривая дома своим друзьям. Индейцы выстроили и его личную резиденцию в испанском стиле, с привычным для них патио - внутренним двориком, засаженным привезенными оливковыми и апельсиновыми деревьями.
Но спокойное время продолжалось недолго. Младшие братья Писарро и другие испанцы в Куско нарушили договор и оскорбили правителя Манко. Взбешенный, он тайно готовил восстание. В апреле 1536 года Манко исчез из Куско и созвал своих вождей на встречу, где они поклялись изгнать ненавистных завоевателей из Перу. И уже в мае 190 испанцев в Куско оказались окруженными индейцами.
Восстание Манко продолжалось до декабря. Четыре экспедиции, посланные Писарро в поддержку своих братьев, потерпели поражение в горах, еще на подходах к Куско. Около 500 испанцев были убиты. И все-таки перуанцам не удалось освободить свою страну. Корабли с подкреплением прибыли из Центральной Америки, и блокада Куско была прорвана. Манко бежал в джунгли Амазонии, к священному городу Мачу-Пикчу, где и правил остатками своей империи вместе с тремя сыновьями в течение 35 лет.
Но еще большие трудности, чем с индейцами, испытал Писарро со своим старинным соратником и даже когда-то другом Диего де Альмагро. Тот всегда организовывал снабжение и пополнял людьми экспедиции Писарро. И был жестоко уязвлен тем, что король утвердил для него лишь титул губернатора Перу. Как только представился случай, он обвинил Писарро в присвоении всех званий.
Тогда Писарро сделал дипломатический ход: в награду за усердие Альмагро получил землю на юге Перу. Но когда Диего прибыл туда, то был разочарован - там нечем было поживиться. Он не знал, что на подвластной ему территории находится Потоси, где позже испанцы откроют богатейшие в мире залежи серебра. Альмагро претендовал на Куско. Схватка между испанцами не заставила себя долго ждать, причем она была не менее яростной, чем битвы с индейцами.