El Coronel Sosa continuó guiando al ejército, batallando bajo las órdenes del general brasileño Manuel Luis Osório, que asumió el mando de los ejércitos de los tres países aliados cuando Mitre se retiró a Buenos Aires. Posteriormente, en abril, Osorio cruzó el Paraná con el Ejército Aliado, mientras la infantería uruguaya hacía lo propio en Estero Bellaco, donde las fuerzas de caballería paraguayas fueron repelidas, retrocediendo tras una columna de retaguardia brasileña en la Batalla de Estero Bellaco. Sosa Participó en la campaña de Humaitá, fase crucial y más sangrienta de esa guerra; tal es el caso de la toma de la fortaleza de Itapirú, en la ensenada pantanosa que fuera escenario de un terrible bombardeo de ambos bandos en los meses de marzo y abril.