Os aliados decidiram dividir suas forças em duas: uma multinacional que tinha a 1.ª Divisão e uma segunda composta inteiramente de brasileiros comandados por Caxias. Marques de Sousa liderou sua divisão junto com tropas argentinas e uruguaias e invadiu a Argentina. Ele achou muito desconfortável a longa marcha até Buenos Aires, capital argentina. Ele havia passado sua vida até aquele momento lutando contra hispano-americanos e agora marchava como seu aliado. Marques de Sousa não confiava neles, e eles não confiavam nele. A única pessoa com quem compartilhava seus pensamentos, ainda assim de maneira reservada, era Domingo Faustino Sarmiento (depois presidente da Argentina): "Nós [brasileiros] formamos aqui um grupo separado; nós não conversamos com ninguém; ninguém se aproxima de nós e podemos dizer que caminhamos entre inimigos". Eles enfrentaram o exército de Rosas em 3 de fevereiro de 1852 na Batalha de Monte Caseros. Os aliados saíram vitoriosos e Rosas fugiu para o Reino Unido, com Marques de Sousa adquirindo sua carruagem como troféu.