На пути к Теночтитлану испанцы столкнулись с небольшим отрядом воинов из народа тласкала, устремились в погоню и угодили в засаду. Наличие огнестрельного оружия позволило им отбить натиск тласкалатеков. Но те окружили конкистадоров и непрерывно атаковали их на протяжении нескольких дней. Припасы испанцев подходили к концу, многие воины были ранены, и, таким образом, судьба экспедиции вновь повисла на волоске. Однако Кортес и здесь сумел найти выход: он завязал с тласкалатеками переговоры и из врагов превратил их в союзников. Вожди Тласкалы пошли на этот союз, поскольку уже давно вели с ацтеками, значительно превосходившими их числом, кровавую войну. Неминуемое поражение в этом неравном по силам противостоянии было для тласкалатеков лишь вопросом времени. Однако с появлением конкистадоров у них появилась надежда переломить ход событий. Испанские пушки, кремневые ружья, именуемые аркебузами, арбалеты и всадники в стальных доспехах могли скомпенсировать недостаток численности. Ударная мощь конкистадоров создавала возможность прорыва вражеских линий. Правда, самих испанцев было явно недостаточно, чтобы ринуться в образовавшиеся прорывы, но тласкалатеки обладали необходимыми для того людскими ресурсами. Союз Тласкалы и конкистадоров представлял собой внушительную военную силу.
Отдохнув в Тласкалане 17 дней, испанцы двинулись дальше и вступили в область Чолулан. Встретили их неплохо, однако Кортес, будто бы прознав, что чолулатеки собрались напасть на него при поддержке ацтеков, устроил резню, в которой погибло множество представителей чолуланской знати. Скорее всего, заговор был не более чем предлогом. Истинная причина случившегося заключалась в том, что Чолулан лишь недавно переметнулся от Тласкалана к ацтекам, и коварное нападение испанцев представляло собой акт помощи недавно обретенным союзником. Новый вождь Чолулы возобновил союз с Тласкалой, а две недели спустя Кортес вступил в долину Мехико и 18 ноября добрался до Теночтитлана. Верховный вождь, Монтесума, встретил его с почетом и разместил во дворце своего покойного отца Ашайякатля, правившего ацтеками с 1468 по 1481 г.
Огромный, с населением около 200 тысяч человек, город располагался на острове посреди озера. Он соединялся с сушей тремя основными дамбами, которые можно было быстро перерезать. Понимая уязвимость своего положения, Кортес, менее чем через неделю после своего прибытия, захватил Монтесуму и, сделав вождя пленником, в течение восьми месяцев правил Теночтитланом от его имени.
Тем временем прознавший о вероломстве Кортеса губернатор Веласкес направил для захвата форта Вера-Крус эскадру из девятнадцати судов с отрядом из восьмисот солдат, под командованием Памфило де Нарвеза. Едва весть о его прибытии достигла Кортеса, он с отрядом из двухсот шестидесяти шести солдат устремился к побережью и, действуя не столько силой, сколько подкупом и коварством, нанес Нарвезу поражение.
Между тем оставшийся в Тенотчтитлане с восемью десятками испанцев Диего де Альварадо заявил, будто ему стало известно о задуманном ацтеками нападении. Он разместил артиллерию у четырех входов в обнесенный стенами внутренний двор Великого Храма, а затем жестоко расправился с находившимися внутри безоружными ацтеками. Убитых насчитывалось от восьми до десяти тысяч. Весть о резне всколыхнула город: восставшие индейцы убили семерых испанцев, многих ранили, а уцелевших осадили во дворце. Кортес, имевший теперь под началом более 1300 испанцев и 2000 тласкалатеков, срочно повернул к Теночтитлану и вступил в город 24 июня.
Но едва он оказался внутри, как ацтеки подняли навесные мосты, поймав испанцев в западню. Припасы таяли. Кортес попытался воздействовать на осаждающих, заставив Монтесуму подняться на крышу дворца и приказать им разойтись, но эта затея не принесла успеха. Монтесума был убит — то ли брошенным из толпы камнем, то ли кем-то из испанцев.
Кортес приказал изготовить переносные деревянные мостки, чтобы перебрасывать через проломы в дамбах. Ночью 30 июня, под покровом темноты и сильного ливня, он предпринял попытку вывести людей из города. Бегство испанцев не осталось незамеченным. Спастись из города удалось не более чем трети воинов, а к тому времени, когда Кортес добрался до Тласкалана, он потерял 865 испанцев и более 1000 тласкалотеков. Сумей ацтеки организовать непрерывное преследование, они, вполне возможно, смогли бы и вовсе покончить с завоевателями. Но, получив трехнедельную передышку, 440 уцелевших конкистадоров собрались с силами и выступили против соседних с Тласкаланом городов, подвластных ацтекам.