En su segundo mandato continuó con la modernización del Estado y la integración de su territorio, impulsando la colonización de la Amazonía peruana e inclusive entrando en guerra con Ecuador (1858). Asimismo, su gobierno coincidió con la introducción de varios adelantos tecnológicos en el Perú como el telégrafo y el alumbrado a gas y la expansión de los ferrocarriles. El "boom" del guano, producto que se convirtió prácticamente en el único sostén fiscal del Estado, también tuvo lugar durante esos años. Entregó el poder a su sucesor Miguel de San Román; tras su fallecimiento asumió brevemente de forma interna el poder (1863).