El hecho de que Álvarez Holguín militara temporalmente en el bando almagrista no fue impedimento para que el marqués Francisco Pizarro, por medio de escritura otorgada en Lima ante Pedro de Salinas, lo titulara el 24 de marzo de 1541 como su teniente de gobernador y capitán general del Cuzco —además de ser su lugarteniente general en la gobernación— en remplazo de su predecesor Gabriel de Rojas, y al poco tiempo le encomendara la conquista del «país de los chunchos», en la región selvática al este de la ciudad, ubicado ya en lo que sería la provincia de Charcas.