Появление большой армии повстанцев в непосредственной близости от неприступного штаба де Кантерака, расположенного в горах, застигло того врасплох. Чтобы преградить ей дорогу, де Кантерак направил солдат вниз по левому берегу озера. Когда он обнаружил, что Боливар со своими людьми поднимается вверх по правому берегу озера прямо к долине Хауха, которая теперь оказалась незащищенной, было уже поздно. Де Кантерак отдал приказ идти наперерез армии Боливара, дабы избежать опасности быть отрезанным от своего штаба. Разгадав маневр де Кантерака, Боливар устремился вперед. Испанская пехота обгоняла солдат Боливара, поэтому он послал вдогонку свою кавалерию, чтобы опередить испанцев и не дать им занять удобную для атаки позицию в узком месте, на подходе к долине. Только двум аргентинским кавалерийским бригадам удалось сделать это. В результате они оказались одни против целой вражеской армии.
Де Кантерак был в восторге: аргентинцы были перед ним как на ладони и намного уступали его войску в численности. Он лично повел своих гусар в атаку. В авангарде патриотов из пехотинцев были только аргентинские гренадеры. Испанцы быстро сломили их сопротивление, но полуголые кавалеристы-льянерос никак не хотели сдавать свои позиции. Они отступали, увлекая врага за собой, перегруппировывались и вновь наступали. Так длилось до тех пор, пока остальная часть армии Боливара не подошла к месту боя.
На помощь измотанным кавалеристам подошли колумбийские гусары и гренадеры. Генерал Некочеа, командовавший кавалеристами в этом бою, был ранен и захвачен в плен испанцами. Получив подкрепление, патриоты бросились в атаку и освободили Некочеа.
Кавалерийский резерв испанцев двинулся на позиции патриотов. Миллер же вновь использовал старый прием, которому научился у льянерос. Он приказал кавалеристам отступать к позициям пехоты, находившейся в резерве. Когда роялисты уже не сомневались в своей победе, Миллер скомандовал: «Кругом!» — и его кавалерия, развернувшись на сто восемьдесят градусов, бросилась в атаку на растерявшихся роялистов. Льянерос пустили в ход свои копья. Ряды испанцев расстроились. Они начали отступать. Боливар, однако, остановил преследование, чтобы отставшие части его армии могли подтянуться.
Перспектива еще одного боя на равнине приводила де Кантерака в ужас. Воспользовавшись наступившей темнотой, де Кантерак совершил, наверное, самое длинное отступление из известных в военной истории. За два дня его войско прошло семьдесят миль до своего штаба в Хаухе, а затем еще триста миль к реке Апуримак.
Это было захватывающее зрелище, похожее на схватку средневековых рыцарей: сражение возле озера на горной равнине. Бой длился не больше часа. И почти без выстрелов. Были слышны только топот копыт, лязг копий и крики раненых. Хорошо экипированные испанские драгуны, шлемы которых сверкали в лучах холодного горного солнца, были наголову разбиты объединенными войсками патриотов, состоявшими из полуголых длинноволосых льянерос, одетых только в набедренные повязки и шапки из шкуры ягуара, аргентинских всадников и перуанских полков в неизменных пончо.
Испанцы потеряли около тысячи человек убитыми и взятыми в плен. Патриоты захватили также семьсот мушкетов и большое количество боеприпасов. Испытанный кавалерийский маневр льянерос не подвел патриотов и в этот раз. Кавалерийская атака, доведенная до совершенства на венесуэльских равнинах, в сражении у Озера королей внесла сумятицу во вражеские ряды и не оставила испанцам шансов на победу.
Де Кантерак отступил в Куско. Ла Серна уже получил известие о его сокрушительном поражении. Утешила только блестящая победа генерала Вальдеса над Оланьетой в Верхнем Перу. Потеря Хунина привела Ла Серну в ужас. Он приказал Вальдесу немедленно возвращаться в Куско. Там он сосредоточил всю испанскую армию, насчитывавшую двадцать тысяч человек.
Узнав об этом, Боливар решил не вступать в бой с испанцами до конца сезона дождей. Оставив Сукре исполнять обязанности главнокомандующего, Боливар отправился на север. В октябре он прибыл в Уайлас, где его встретила страстная молодая подруга Мануэла Мадроньо. Несмотря на победу, одержанную в Хунине, Боливар был настроен пессимистически. Он хотел создать «свободное» государство в Северном Перу, но победить в горах огромную испанскую армию было очень трудно.
Сантандер, фактически управлявший Колумбией, по-прежнему мешал Боливару. Лидеры Новой Гранады были благодарны Боливару за освобождение своей страны, но они не желали объединения с Венесуэлой. Тот факт, что президент Венесуэлы стоял выше президента Новой Гранады, оскорблял их. Боливар убеждал их, что поражение патриотов в Перу станет угрозой существованию Великой Колумбии, но его аргументы не произвели должного впечатления. Колумбийцы вовсе не хотели посылать свою армию на помощь Боливару. Они также опасались, что люди, подобные Сукре, который стал командующим армией Боливара в Перу, по возвращении Освободителя будут назначены на командные посты в Колумбии.