Cuando el 5 de abril de 1879 el gobierno de Chile declaró la guerra al Perú, Carrillo fue nombrado comandante de la Tercera División Naval, integrado por el monitor "Manco Cápac" (buque insignia), el monitor "Atahualpa" y el vapor "Limeña" (la primera división la comandaba Miguel Grau y la segunda Aurelio García y García). Se le confió el mando de las baterías de Arica, actuando en el Combate naval de Arica, pero no participó en la defensa final de Arica por haber sido llamado a Lima, en abril de 1880. Durante la defensa de Lima fue nombrado comandante de las baterías emplazadas en Miraflores y participó en la batalla librada allí, el 15 de enero de 1881.