Canterac foi derrotado em 6 de agosto de 1824 por Simón Bolívar em Junín. De la Serna estava agora decidido a arriscar tudo para esmagar a revolta. Ele deixou Cusco em outubro, com um exército de 10.000 de infantaria e 1.600 de cavalaria. Encontrou o exército insurgente no planalto de Ayacucho em 8 de dezembro e, no dia seguinte, foi totalmente derrotado pelo general Antonio José de Sucre. De la Serna foi ferido e feito prisioneiro. O exército do rei contou 2.000 mortos e feridos e 3.000 prisioneiros, com o restante do exército totalmente disperso. O general Canterac, o segundo em comando, assinou uma rendição honrosa no dia seguinte, 9 de dezembro de 1824. De la Serna, que no dia da batalha tinha sido nomeado Conde de los Andes pelo rei Fernando VII, foi libertado pouco tempo depois e partiu para a Europa. O Vice-Reino do Peru foi finalmente dissolvido.