Luego de la batalla de Tucumán, Belgrano se abocó a la reorganización, instrucción y reclutamiento de nuevos efectivos, para mejorar la situación de su ejército.
El Segundo Triunvirato, integrado por Juan José Paso, Nicolás Rodríguez Peña y Antonio Álvarez Jonte, decretó honores, el 20 de octubre de 1812, a los vencedores de Tucumán, desde el general hasta los soldados, con distintivos para la tropa y escudos para los oficiales, confiriéndole a Belgrano el título de capitán general, cargo que no aceptó. Posteriormente la Asamblea le otorgó 40.000 pesos como premio, que él destinó a la dotación y sostenimiento de cuatro escuelas.
Buenos Aires reforzó el Ejército del Norte con 25 artilleros, con el Regimiento 1 de Infantería al mando del teniente coronel Gregorio Perdriel, y con 300 hombres del 2 de Infantería al mando del teniente coronel Benito Alvarez; se alcanzó así un efectivo de 3000 hombres. También en ese tiempo, se incorporó a la oficialidad Juan Antonio Alvarez de Arenales.
Amante de la paz, Belgrano se dirigió por entonces al liberal general realista Goyeneche, invitándolo a una solución pacífica entre americanos. El Triunvirato no aprobó esta actitud de tratar con el enemigo, pero Goyeneche le contestó el 29 de octubre, expresando sus deseos de paz y enviándole un ejemplar de la nueva Constitución liberal española. Nuevamente el Triunvirato se opuso a que se divulgara esa correspondencia.
Mientras tanto, el realista Tristán, se había acantonado en Salta con 2500 hombres, a los que se podían agregar 500 que ocupaban Jujuy y efectivos menores en Suipacha, Oruro, Cochabamba, Charcas y La Paz. El 12 de enero el ejército patriota inició la marcha hacia Salta, por escalones. Ese día la partida exploradora de caballería alcanzó Yatasto; el batallón de Cazadores y el número 2 rompieron la marcha, seguidos al día siguiente por el Regimiento N° 6 y al otro, los Pardos y Morenos, la artillería y el Batallón N° 1; detrás, el tren y el Regimiento de Dragones Ligeros de la Patria. El 1 de febrero, Belgrano, escoltado por el Regimiento de Dragones de Milicias de Tucumán, partió de la ciudad, llevando al ejército la noticia de la victoria de Cerrito. La marcha se hizo por divisiones, con grandes intervalos de tiempo.
El día 13 se inició la marcha desde el río Juramento y se alcanzó Cabeza de Buey al amanecer del día 14, tras recorrer 50 kilómetros. Esa mañana, el Regimiento Dragones de la Patria, que se desempeñaba como vanguardia, tomó por sorpresa el Fuerte de Cobos, donde descansaron el resto del día; el 16 continuaron hasta Punta del Agua, marchando bajo la lluvia 18 kilómetros. Desde allí destacó Belgrano la vanguardia al mando de Díaz Vélez, con la misión de apoderarse de Portezuelo, la que chocó el día 16 con las avanzadas de Tristán, que ocupaban las alturas detrás de un riachuelo llamado Zanjón de Sosa.
Pero Belgrano, que estaba con el grueso del ejército en Punta del Agua, sabía que la sorpresa era un principio fundamental y la aplicó con todo acierto. Detrás de la vanguardia, efectuó un envolvimiento con el grueso del ejército por difíciles caminos de montaña, marchando 17 Km en una jornada, guiado por el capitán salteño Apolinario Saravia, conocido por el sobrenombre de Chocolate salteño, hijo del dueño de la estancia Castañares.
En esos momentos, la vanguardia, que atacaba frontalmente, se replegó para accionar juntamente con el grueso. El ataque comenzó el día 19, a las 11 de la mañana, en la pampa de Castañares con el ataque a la posición realista por la retaguardia.
Belgrano, seriamente enfermo, había preparado un carro para efectuar en él los desplazamientos, pero a último momento pudo reponerse y montó a caballo. Al mediodía, el ataque se generalizó desde distintas direcciones, sirviéndoles de guía el emblema azul y blanco. Desplazó entonces Tristán su dispositivo, improvisando una posición defensiva hacia el norte. Primero las alas realistas y luego el centro comenzaron a ceder ante el ataque arrollador de los patriotas. La magnitud del desastre al que estaban siendo sometidos los realistas, convenció al general Tristán, a ofrecer una la capitulación.
Batalla de Salta, 20 de febrero de 1813. Triunfo patriota contra los realistas, pintura al óleo sobre tela del pintor Rafael del Villar (1947)
El 20 de febrero de 1813 en Campo Castañares, hoy zona norte de la ciudad de Salta tuvo lugar la batalla de Salta, enfrentando nuevamento al comandante español Juan Pío Tristán con el comandante patriota Manuel Belgrano
Las fuerzas en combate fueron del lado patriotas 3700 hombres y 12 piezas de artillería del lado realista había 3400 hombres y 10 piezas de artillería. El resultado en bajas del combate fue del lado patriota 103 muertos y 433 heridos y los realistas tuvieron 480 muertos y 114 heridos.