В конце концов Лига Наций обратилась к воюющим сторонам с призывом прекратить войну и сесть за стол переговоров. А когда обе воюющие стороны пропустили этот призыв мимо ушей, Совет Лиги объявил эмбарго на поставку вооружений участникам конфликта. Несмотря на это боливийцы почти в открытую продолжали закупки авиатехники в «цивилизованном мире». США не входили в Лигу Наций, поэтому на фирме «Кертисс» удалось приобрести девять двухместных разведчиков-бипланов 0–1/А-3 «Фалькон» и четыре двухмоторных бомбардировщика-биплана «Кондор». С «Фальконами» все прошло успешно, а вот «Кондоры», которые решено было перегнать своим ходом, конфисковало правительство Перу — ссылаясь на эмбарго. Правда, из девяти «Фальконов» четыре почти сразу же были разбиты — сказался низкий уровень подготовки пилотов.
Из традиционно нейтральной и столь же традиционно небрезгливой Швеции в Боливию доставили еще три средних бомбардировщика «Юнкерс» К-43[110]
, которые с сентября 1934 года начал бомбардировки парагвайских позиций с аэродрома Вилья Монтес. Одна из таких машин пропала без вести в районе Пикуибы, судьба ее неизвестна до сих пор. Таким образом, несмотря на массовые закупки техники, численность боливийской авиации не только не увеличилась, но даже несколько уменьшилась. К сентябрю 1934 года в «Куэрпо де авиасьон» имелось только 24 самолета: пять машин Кертисс «Хоук», пять машин Кертисс-Райт «Боливиан Оспрей», два самолета Виккерс «Веспа», четыре Кертисс «Фалькон», семь различных «Юнкерсов», и один кое-как восстановленный «Боливиан Скаут». У парагвайцев на этот момент в воздух могли подняться лишь шесть «Потезов» и три «Фиата».Дальнейшим попыткам обеих сторон закупить оружие в Европе мешало объявленное Лигой Наций эмбарго. Тем временем 23 сентября в бою с боливийским «Оспреем» погиб еще один парагвайский истребитель «Фиат». В ноябре боливийская армия при поддержке с воздуха начала наступление в районе Эль-Кармен. Но это наступление с легкостью было отражено парагвайцами, которые сами перешли в контрнаступление — оказавшееся куда более успешным. Фронт откатывался на северо-запад, 26 ноября боливийцам пришлось эвакуировать свою авиацию с аэродрома Самахуате во избежание захвата ее противником. Постепенно самолетов над полем боя становилось все меньше и меньше — количество боеспособных машин таяло с обеих сторон. Парагвайцы мобилизовали у себя две летающие лодки «Макки» М.18 AR, перегнали их на реку Пилькомайо и начали ночные налеты на крепость Балливиан — впрочем, возымевшие лишь моральный эффект.
К весне 1935 года обе стороны достигли крайней степени финансового и морального истощения. Однако боевой дух парагвайской армии был крепок как никогда, и в конце марта полковник Эстигаррибиа перенес военные действия на территорию собственно Боливии, атаковав нефтеносный район у города Вилья-Монтес в 60 километрах севернее аргентинской границы. Через две недели боев оборона боливийцев рухнула по всему фронту. Попытки сдержать парагвайское наступление авиацией привели лишь к потере двух «Фальлконов», сбитых огнем с земли. В конце мая Вилья-Монтес, обороной которого руководил чехословацкий генерал Плачек, был окружен со всех сторон. После этого Боливия, у которой просто не осталось войск, обратилась в Лигу Наций с просьбой о посредничестве в заключении перемирия. 11 июня было подписано соглашение о прекращении огня. Потери сторон убитыми составили 40 000 солдат у Парагвая и 89 000 — у Боливии. В плену у парагвайцев оказалась практически вся боливийская армия — 300 000 человек.
По условиям мирного договора, подписанного в июле 1938 года в Буэнос-Айресе, практически вся территория Гран-Чако отходила к Парагваю. В обмен Боливия получила доступ к реке Парагвай в узкой 20-километровой полосе. Но это приобретение, сходное с передачей Колумбии в 1934 году узкого выхода к Амазонке, имело скорее престижное, нежели практическое значение. Порт и железная дорога к нему так и не были здесь построены — гораздо проще оказалось подвести железнодорожную ветку от Санта-Круса к бразильскому городу Корумба, стоящему на той же реке Парагвай.