El desplazamiento de la Tropa chilena se inicio por el ala derecha de la formación peruana, por el sector La Cuchilla, sector bajo la responsabilidad del coronel Máximo Tafur, jefe de la tercera división. En seguida, el capitán Canales destacó a la segunda companía, bajo el comando del capitán Juan Antonio Maldonado, con orden de marchar a una distancia de 150 metros a retaguardia de la primera para proteger en caso del ataque peruano. Al mismo tiempo, el comandante Novoa Gormaz de Cazadores a Caballo, recibió la orden de alistar sus hombres en previsión de una contingencia mayor. Detrás de ambas companías se desplazó el capitán Canales, quien poco después asumiría el mando personal de la operación.
Siendo las 07.00 horas, las tropas chilenas favorecido por la espesa neblina que dificultaba la visibilidad desde la posición del Puesto de Comando peruano, logran cruzar la llanura de Purrumpampa por el sector la Cuchilla y avanzan un buen trecho. Pero una patrulla del batallón Junín al mando del coronel Juan Vizcarra estacionado en las faldas del cerro Cuyulga, advirtió su proximidad, atacando sin vacilación alguna a la companía del capitán Moreira al mando de la companía chilena que avanzaba por el sector derecho peruano. El fuego de fusilería, disparado sorpresivamente y casi a quemarropa, produjo el desordenado repliegue de las fuerzas chilenas, pero no tardó en aparecer la companía chilena al mando del capitán Juan Maldonado, que también marchaba por la derecha del sector peruano, trabándose así el combate, como consecuencia de las primeras acciones las tropas chilenas retrocedieron. Viendo el inesperado suceso, el coronel Gorostiaga ordenó entrar en acción a una parte de su caballería.
El coronel Alejandro Gorostiaga, refiriéndose a lo mismo, anotaría lo siguiente: "Poco antes de las 08:00 horas descendieron desde las faldas del cerro Santa Bárbara y cerro Cuyulga varios batallones peruanos y rompieron fuego nutrido sobre los Zapadores, tratando de envolverlos". Entró también en funcionamiento la artillería chilena, viendo a los Zapadores prácticamente arrollados sin que hubiese podido evitarlo la companía de Cazadores que al mando del capitán Llabaca que en esos momentos difíciles también se batía también en retirada.
El coronel Francisco Paula Secada, entre tanto, se había presentado ante el General Cáceres, quién le ordenó concentrar todo el fuego, incluida la artillería, sobre la derecha. Observó Secada que no convenía abandonar del todo la izquierda, pues le parecía que el enemigo pretendía precisamente ello para atraernos a sus posiciones atrincheradas, llamando la atención por la derecha luego para acometer por la izquierda. Atendiendo a ese razonamiento, el General le autorizó sostener la izquierda con la artillería y la primera división, mientras él hacía frente por la derecha con las demás divisiones. Poco a poco el teatro de la lucha en las pampas de Purrumpampa se fue ampliando, y debió bajar a este llano parte de la caballería patriota, en apoyo de una companía de infantería que enfrentaba al enemigo por la izquierda: "El ataque se trabó por toda la pampa de Purrumpampa del lado Este, tomando el flanco izquierdo de los chilenos, y una ligera fuerza peruana, incluyendo Cazadores del Perú al mando del mayor Zavala, atacaba por el flanco derecho.
Coronel Alejandro Gorostiaga ordenó entonces al comandante Gonzales despachar a la primera companía de Concepción, con dirección a la llanura de Purrumpampa con el capitán Luis Del Orto a la cabeza. Esta fuerza fue contenida por una companía patriota que avanzó cruzando la ciudad, significando esto que el destacamento del Norte entraba también en acción en la brega. El coronel Recavarren, pese a la fiebre que lo aquejaba, había asumido su puesto de comando.
El revés del capitán Del Orto, quien cayó herido, motivó que Gonzales fuera desprendiendo una tras otra y consecutivamente las restantes companías del batallón Concepción. A esa hora, según Gorostiaga, la artillería peruana empezó a adelantar algunas piezas, para coadyuvar con fuego intenso para el avance de la infantería; empero, ellas no fueron aún bajadas al llano de Purrumpampa. Y por su parte la artillería chilena fue movida sobre su ala izquierda, objeto principal de los peruanos, desatando nutrido y certero fuego.
Inmediatamente bajó a la llanura de Purrumpampa la Segunda División del Perú comandada por el coronel Juan gastó, batiéndose con bravura el batallón Marcavalle al mando del coronel Felipe Segundo Crespo y el batallón Concepción al mando del coronel Pedro José Carrión.En respuesta, Alejandro Gorostiaga ordenó al jefe del batallón Talca, Alejandro Cruz movilizar sus efectivos, marchando primeramente la companía del capitán Carlos Rojas Arancibia. Casi en seguida bajaron del cerro Sazón las otras cinco companías de ese cuerpo, moviéndose de derecha al centro. Al respecto, el jefe de Estado Mayor chileno citó en su parte: "Se precipitó a mandar, en proyección de las primeras, compania por companía, las del Talca mientras que la artillería hacía continuas y certeros disparos y cambiaba a otro punto algunas de sus piezas.
Hubo, por una y otra parte, un ansía incontenible por combatir, porque casi todos los efectivos de ambos ejércitos entraron en la lid con total decisión y llenos de valor. Cáceres, en su parte oficial, consignó que puso a todas sus unidades en la línea de batalla: "El enemigo seguía destacando fuerza y yo hacía lo propio mandando por la derecha a la división del capitán de navío Luis Astete Fernandez, compuesta por los batallones San Jerónimo y Apata, comandados por el coronel Gonzales y el comandante Goyzueta; por el centro, la división del coronel Juan Gastó, formada por los batallones Concepción y Marcavalle, comandados por los coroneles Carrión y Crespo; y por la izquierda a la división del Cáceres, con los batallones Tarapacá y Zepita, comandados por los coroneles Espinoza y Borgoño, quedando de esta suerte completamente empeñado el combate en el extenso llanura de Purrumpampa que separaba las posiciones enemigas de las nuestras". Gorostiaga, a su vez mencionaría lo siguiente: "Por cada batallón que entraba en la batalla, iba yo haciendo correr a nuestra izquierda nuevas companías del Concepción y del Talca. Por fin quedo empeñada la batalla en toda nuestra línea, desde el cerro Sazón hasta el Conochugo, en que apoyamos nuestra ala izquierda".
El coronel Morales Bermudez, analizando lo que sucedía en esos momentos en el campo de batalla, lamentó que no quedara ningún cuerpo peruano como reserva.
En las alturas de Conochugo, entre tanto, se parapetaban los Zapadores chilenos, recibiendo el refuerzo de los batallones Talca y Concepción. Allí se entabló lo más reñido del combate, según apunte del jefe de estado Mayor chileno, quien no tuvo reparo en resaltar la valentía de los soldados peruanos: "El enemigo, con un arrojo a toda prueba, trataba de apoderarse del cerro Conochugo, donde hubo que concentrar casi todas nuestras fuerzas para proteger la artillería y caballería que teníamos allí".Respecto a la participación de la Primera División peruana, el combatiente huamachuquino don Abelardo Gamarra señaló que fue Manuel Cáceres, su comandante , quien ordenó al coronel Borgoño el avance del Zepita, que cargó el enemigo por la derecha. De otro lado, habiendo avanzado la caballería de Ramón Zavala hasta las faldas mismas del cerro Sazón donde se defendía el enemigo, hubo de abandonar sus cabalgaduras, inútiles para el asalto de una posición tan escabrosa, lo que a la larga habría de resultar contra producente.
Admirado de la bravura extraordinaria de los combatientes peruanos un soldado chileno apuntó lo siguiente: "El cholo peruano peleó esta vez como nunca". El General Cáceres por su parte anotaría lo siguiente: "Los Jefes, oficiales y personal de tropa, combatían con valor y ganaban trecho a trecho terreno al adversario invasor, empujándolo hasta una loma del sureste del cerro Sazón, donde el enemigo resistía con total para evitar su derrota total.
En el sector izquierdo de las fuerzas peruanas el enemigo atacó a las fuerzas del coronel Recavarren obligando para que envié al combate a todos sus hombres disponibles. En esas circunstancias difíciles el héroe de Pisagua encabezó una marcha al trote, con éxito. "El valor que desplegaron nuestros jefe, oficiales y tropa hizo retroceder al enemigo hasta una cadena de lomas que se destaca en un costado del cerro Sazón, y cuando el empuje de los nuestros los desalojaba también de esas posiciones, viéndose el enemigo obligado a refugiarse en sus primitivas y elevadas trincheras de piedra en el inexpugnable cerro Sazón. Este combate ocurría en el ala derecha de los chilenos. Mientras tanto en la ala izquierda, al ser desmontado un cañón que acompañaba a la infantería peruana en el ataque al enemigo atrincherado en el cerro Conochugo, como auxilio bajó una companía de caballería chilena al mando del capitán Juan Diego Quesada, con resultado negativo" por no permitirlo la topografía del terreno".
A esa hora, la segunda companía del batallón Talca que había bajado al mando del capitán Julio Mesa, quedó sola en el ala izquierda de las fuerzas del Perú. El batallón chileno fue atacada por el batallón Pucará al mando del teniente coronel Ponce de León. Alejandro Gorostiaga, viendo el peligro de ser desbordado por ese flanco, movió hacía él parte de su caballería, que contuvo el ataque peruano. Apoyó entonces al Pucará el batallón Pisagua, que jefaturaba el comandante Toledo Ocampo quien efectuó su avance por el lado del panteón. El coronel Ciriaco Salazar tomó el mando del personal de aquellos dos cuerpos, que formaba la Primera División del Destacamento del Norte, metiéndose entre los enemigos hasta que cayó herido de muerte. El suyo fue un ejemplo de entrega por la patria, luego de que camino a la localidad de Tres Ríos, se desertara la mayor parte de los efectivos de tropa que había tenido bajo su comando, de allí que siendo comandante de la Segunda División concurriera ala línea de fuego encabezando a la Primera, cuyo jefe, el coronel Mariano Aragonés también había perdido la vida. Respecto al heroísmo de los jefes del Destacamento del Norte, señala una versión chilena que "se veía a los jefes y oficiales peruanos haciendo demostraciones de valor. El caso es que cada peruano atacaba con total denuedo al enemigo. El coronel Leoncio Prado dando ejemplo a la Tropa peleaba con rabia y valor en los sitios de mayor peligro hasta que cayó herido, luego retirado del campo de batalla con la ayuda de sus ayudantes quien había quedado con pierna derecha destrozada.
El General Cáceres, entusiasmado por el avance de sus tropas, ordenó entonces al coronel Francisco de Paula Secada hacer avanzar la artillería mientras enviaba al frente a sus ordenanzas con encargo de detener momentáneamente el avance de la infantería, ya que los proyectaba efectuar en orden el asalto al inexpugnable cerro Sazón. Parece ser que la orden no fue bien entendida, provocándose uno tras otro varios errores que conducirían a la catástrofe total. Es posible, también, que el incontrolado bullicio o la ciega confianza en el triunfo provocaría la tergiversación de la orden; o tal vez los ordenanzas no se dieron la prisa necesaria para detener lo que era una ciega y suicida arremetida sobre las posiciones fortificadas del enemigo. Según el coronel Secada, "se produjo algunos espíritus ligeros de alboroto y entusiasmo, creyendo que ya estábamos victoriosos, que formaron alrededor del General una inmensa bulla con hurras y vivas dados al triunfo y pidiendo que nuestros batallones avanzaran a la carga a tomar los batallones enemigos. Otros pedían la banda de músicos para que tocara la diana. Era aquello una zalagarda que no se entendía. Principiaban a hacer lo mismo los que estaban bajo mis ordenes pero les impuse silencio y callaron".
Pero el propio coronel Francisco de Paula Secada, cometió a su vez un grave error, al ordenar transportar en mulas todas las piezas de artillería, que conducía el coronel Federico Ríos, de forma que ninguna quedó para cubrir cualquier contingencia. Alejandro Gorostiaga, en cambió, adquirió repentinamente una lucidez en él desconocida: Advirtiendo que había cesado los fuegos de la artillería peruana volvió la vista a la llanura, observando casi con total incredulidad el lento avance de los cañones patriotas, sin escolta. Inmediatamente ordenó el traslado de una de sus baterías a un morro que se alzaba a su izquierda, para desde allí desatar fuego sobre la descuidada artillería peruana, que entonces distaba unos 800 metros. Se efectuó esa operación, no obstante lo cual las piezas de los patriotas aun avanzaban un trecho, confiados en la pésima puntería de los artilleros chilenos.
Siendo las 13:00 horas, ninguno de los combatientes breñeros tuvo duda de que el triunfo coronaría sus esfuerzos; y hasta los propios adeptos al traidor Miguel Iglesias Pino, asistentes al suceso confesaron que también esperaban un desenlace desfavorable para los chilenos: " Un momento más, cinco, diez, quince minutos tan sólo y la victoria se habría acabado de pronunciar para las fuerzas peruanas que entusiastas y animosas continuaba escalando las posiciones chilenas en medio de los arrebatadores acordes del Tarapacá y Jauja que tocaban ataque, de los repiques de campana que celebraban ya el triunfo y del grito atronador de todo el ejército con un ¡Viva el Perú! que acabó de retemplar el valor y moral a los cansados soldados que a paso de vencedores se dirigían con entusiasmo y presteza a recoger cada uno la corona de fresco laurel para colocarla en sus sienes tostadas y sudorosas". Evidentemente, nadie escuchó a muchos de nuestros valientes soldados; que, alentados y enardecidos por haber hecho retroceder repetidas veces a las tropas chilenas, se lanzaron sin medir las consecuencias sobre el cerro Sazón que ellos ocupaban, trepando con total firmeza y serenidad a pesar del mortífero fuego que les hacia desde sus trincheras fortificadas. Ya por retaguardia se esforzaba la caballería chilena en contener a parte de su infantería que huía en completa dispersión, y los nuestros casi se confundían en la cima cuando repentinamente retrocedieron desde esa altura gritando: ¿municiones!, ¡municiones! ¡municiones!. Relacionado al resultado final de la batalla, el General Cáceres dijo que fue el impremeditado ataque, justificable en parte, por la entrega total que mostraron los patriotas en la lucha el que provocó la tragedia: "Nuestras tropas, que rivalizaba a porfía en valor y denuedo, llevadas por un exceso de ardimiento patriótico, salvaban a paso de vencedor la distancia que los separaba de las últimas posiciones enemigas, introduciendo en ellas desorden y el espanto. Ni el toque de corneta ni la voz de mando de sus jefes y oficiales podían contener el impetuoso arrojo de esos guerreros, que seducidos por los albores de la victoria, cuyos primeros rayos herían ya sus inquietadas pupilas, avanzaban imprudentes hacía el abismo sin calcular que sus municiones estaban agotadas y que sus fusiles carecían de bayonetas". Ese fue el principio del fin, combatientes sin municiones y con diversos tipos de fusiles viejos sin bayonetas nos llevó a la derrota.
El coronel Gorostiaga, notando la vacilación de los patriotas y comprendiendo acto seguido la causa de tan inopinada detención del fuego enemigo, reaccionó, ordenando a su infantería un contra ataque a bayoneta calada, en tanto que el grueso de su caballería, comandado por Novoa y Allende, descendían del cerro Sazón a toda prisa para cargar con sable desenvainado en todas las direcciones, al tiempo que el escuadrón de Sofanor Parra avanzó raudamente para la captura de las piezas de la artillería peruana.
El General Cáceres, que había bajado a la llanura de Purrumpampa con su escolta y ayudantes, advirtiendo la debacle alcanzó al coronel Secada, ordenándole volver con la artillería al cerro Santa Bárbara, para proteger desde lo alto la retirada de la infantería. Pero era ya demasiado tarde: "La caballería chilena se lanzó sobre nosotros, dijo el coronel Secada, rodeó la artillería y la tomo a sablazos, a diez pasos de donde íbamos varios jefes y oficiales, entre ellos el coronel Tafur, jefe de estado Mayor General. Este, sobreponiéndose a su avanzada edad, tomó el mando de una fuerza del batallón Zepita y entró bizarramente en la pelea; vio caer a su hijo Máximo y recibió luego mortal herida, siendo retirado del campo. Entre tanto, la artillería enemiga disparaba por lo alto, entorpeciendo así la retirada patriota. Empero muchos peruanos no aceptaron la retirada, sino que se enfrentaron a las bayonetas, sables y corvos que empleó el enemigo en la lucha final que fue cuerpo a cuerpo. Más de mil patriotas, con sus principales jefes a la cabeza pasaron a la gloria, aquel día no hubo heridos ni prisioneros, todos los capturados fueron ejecutados en el repase chileno, los vencedores no respetaron a mujeres ni ancianos.El anciano General Pedro Silva, que por no tener colocación en la línea de combate, presenciaba estos hechos desde una esquina de la ciudad, asumió por su propia voluntad el comando de un grupo de patriotas que aun se batía en el ala derecha del enemigo para protagonizar uno de los más hermosos episodios del lance. El enemigo pudo reconocerlo claramente, por la gorra blanca que solía usar, a diferencia de los otros jefes breñeros que llevaban quepis rojo. Y contra él se dirigieron los disparos. Una bala le mató el caballo y el héroe a pie y espada en mano, continuo luchando hasta las ultimas consecuencias. En las inmediaciones del cerro Sazón esperó impertérrito la carga de la caballería chilena, y el más vil de estos le partió el cráneo de un hachazo.
El coronel Isaac Recavarren, por su parte, resistió aún con el batallón Pucará, junto con Ponce de León. Perdió a casi todo su personal, viendo morir a su lado al abogado Emilio Vila y caer muy cerca a Leoncio Prado, con las piernas destrozadas por la metralla enemiga. Luego, la bala de los chilenos fue para él, que empero consiguió montar el caballo que llevaba de la brida, mientras otros fieles subían a Prado sobre otra cabalgadura, retirándose ambos jefes por la pampa, a cuyo término Recavarren alcanzó ver al General Cáceres arengando a los restos del batallón Tarma, dispuesto a luchar hasta el holocausto, pero todo ya estaba perdido.
Cáceres, sería uno de los últimos en abandonar el campo de batalla, luego de escribir con el Batallón Tarma una de las páginas más brillantes del heroísmo. Acercándose a ese esforzado batallón, que se batió hasta el final pese a ser el cuerpo peor armado del ejército, lo contuvo un momento, para arengarlo con vibrantes frases, pronunciadas en el momento de mayor desesperación: "¡Hijos míos, ha llegado el momento de la prueba!, les dijo con aquella familiaridad que acostumbraba tener con su tropa. Tócame acompañarlos, como recordéis que lo ofrecí. ¡Valientes tarmeños! ¡Vuestra divisa ha sido siempre vivir con hora o sucumbir con gloria!, ¡Adelante!, ¡A cumplir con nuestro deber!, ¡Viva el Perú!. Un viva prolongado, resonó en las filas de los heroicos tarmeños, que con el General a la cabeza atacaron con decisión y valor a las tropas chilenas: "Sangriento fue el combate de Tarma, que hecho pedazos en una lucha desigual, vio al caudillo sereno y valeroso que conducía hasta aquella tumba de gloria, abrirse paso revolver en mano en medio de la caballería enemiga, acompañado de su secretario Florentino Portugal, después de haber visto morir a su ordenanza Oppenheimer". Otros jefes peruanos que sobrevivieron dieron por muerto al General Cáceres, y considerándolo todo perdido optaron por retirarse. Anotó el coronel Secada: "Al General se le creía muerto, porque después de darme la orden de contramarchar se lanzó en medio de los fuegos enemigos y no se le volvió a ver, y como en ese momento ya la caballería enemiga interceptó el camino descendiendo por un flanco, el General quedó cortado, sin poderse unir a nosotros". Según la versión del coronel Francisco Paula Secada, en las seis horas de reñido combate no decayó un instante la intrepidez, el entusiasmo y la entrega de los jefes, oficiales, tropa y guerrilleros, porque sólo emprendieron la retirada cuando no les quedó una capsula que disparar y luego de haber causado al enemigo aproximadamente 500 hombres muertos y 180 heridos que quedaron tendidos en los llanos de Purrumpampa y las faldas del cerro Sazón.
Las bajas peruanas en la batalla y luego en el infame repase que duró varios días, superó el millar de hombres, lo que equivale a decir que el ejército patriota fue destrozado casi en su totalidad. El día miércoles 11 de julio, cuando recién iniciaba el enemigo su barbarie, su jefe de Estado Mayor anotó lo siguiente: " El enemigo dejó en el campo de batalla más de 500 muertos entre jefes, oficiales y personal de tropa y por los reconocimientos que se ha hecho hasta dos leguas del campo, se puede asegurar que pasan de 800 muertos". Y pasaría de mil, como dijimos, pues los chilenos no respetaron heridos ni prisioneros: Todo aquel que cayo en sus manos fue repasado asesinado de la manera más cruel. Y esa masacre sin nombre, según la propia versión chilena, fue dirigida por el criminal de guerra Alejandro Gorostiaga y su plana de Estado Mayor: "Los nuestros los persiguieron por algún tiempo, a cuyo efecto el comandante en jefe reunió parte del batallón Concepción, Talca, Zapadores y dos piezas de artillería y a la cabeza de ellos emprendió esta persecución, acompañándolo el Jefe de Estado Mayor General Juan Francisco Merino y los comandantes Alejandro Cruz, Herminio Gonzáles, capitán Canales y otros oficiales. Los muertos enemigos encontrados en el campo de batalla y quebradas pasaban de 900 y sus heridos, innumerables, murieron casi todos en su precipitada fuga". Cáceres, que fue perseguido varias horas, se salvó merced a su magnifica cabalgadura. Los chilenos en disculpa, señalaron que no lo pudieron alcanzar por tener los caballos agotados: "Si nuestra caballería no hubiera estado en la imposibilidad absoluta de dar siquiera un galope, El héroe cae en nuestras manos. Cáceres, montado en un excelente caballo, pudo ganar altura y distancia cuando nuestros soldados lo llevaban tal vez a un cuarto de cuadra de distancia. El famoso guerrillero logró así escapar por las alturas del cerro Santa Bárbara, cerro Huaylillas por la ruta del camino Inca "La Escalerilla", acompañado de dos o tres oficiales".
El General Cáceres, retirándose por el difícil camino del Inca, "La Escalerilla" por las alturas del cerro Santa Bárbara, cerro Cuyulga y Huaylillas, burló a sus perseguidores, libre de la persecución desmontó del fiel "Elegante", a cuyo esfuerzo debía su salvación. El coronel Borgoño, que herido iba detrás suyo, lo encontró detenido, con los brazos cruzados sobre el cuello de su noble caballo y con la frente apoyada en ellos, pensativo. Al verse, ambos jefes, con los uniformes ensangrentados y hechos jirones, una lágrima silenciosa rodó por las mejillas del General, como expresión patética del más puro y sincero duelo. Poco después, al redactar su parte de batalla, Cáceres escribiría: "Triste, muy triste es para el que ama a su patria y ha puesto a su servicio todos sus conatos y toda su vida, verla hundirse de improviso, desde la altura a que la levantara durante la lucha el valor de sus buenos hijos. Pero en medio del revés sufrido, queda a los que han peleado en Huamachuco la satisfacción de haber cumplido noblemente con su deber, sacrificándose en defensa de la patria y con la conciencia de que sólo la más manifiesta fatalidad pudo haber sorprendido al enemigo con la victoria en medio mismo de su derrota".
En la batalla de Huamachuco, las fuerzas peruanas se enfrentaron al ejército chileno profesional, entrenado por instructores europeos, principalmente ingleses y alemanes, y provisto de cañones y fusiles de última tecnología.