Bajo la vanguardia del capitán Pedro de Valdivia y acompañados por Juan de Garay al mando de La Gasca y los capitanes Alonso de Alvarado y Francisco Hernández Girón, Villarroel participó contra Pizarro y Francisco de Carvajal en la batalla de Jaquijaguana, el 9 de abril de 1548, acontecida en el valle de Sacsahuana que está ubicado a unos 25 km del Cuzco.