Conformada así la Escuadra Libertadora y mientras se alistaba el ejército, Cochrane realizó dos expediciones al Perú con el objeto de llevar emisarios secretos para que se contactaran con los patriotas foráneos; repartir proclamas; reconocer los sitios donde maniobrarían el ejército y la escuadra libertadora; hostilizar a la escuadra española para quitarle completamente el dominio del mar y apoderarse de los cargamentos valiosos que eran remitidos a España. Estas dos expediciones se cumplieron con todo éxito.
El operativo inicial del general San Martín estaba demostrando en la práctica que el plan para liberar al Perú, bastión del colonialismo, estaba bien concebido. Los españoles no tenían una escuadra bien equipada, por lo que la expedición de Cochrane frente a la costa peruana mostró eficiencia y causó temor a los realistas. San Martín preparó así con mayor seguridad su expedición al Perú. Para atraer a la aristocracia peruana, sobre todo la limeña y la trujillana, San Martín les ofreció establecer un reino en el Perú, cuyo trono sería ocupado por un miembro de la realeza española, sin cambiar las estructuras sociales incluso manteniendo al mismo ejército realista. Dicha opinión no la cambiaría nunca, porque estaba convencido de su aplicabilidad.
Los recursos económicos de la Expedición Libertadora del Sur para trasladarse de Chile a Perú fueron costeados principalmente por comerciantes de Valparaíso, a quienes se les ofreció, como recompensa, el envío de sus mercancías al Callao, sin recargo aduanero, una vez producida la independencia del Perú; cosa que se cumplió a cabalidad.
Desembarco en Pisco (7 de septiembre de 1820)
El desembarco ocurrio el 7 de septiembre de 1820, allí, San Martín instala su puesto de comando. Ocupa esa tarde, las poblaciones de Caucato y Chincha El jefe enemigo, coronel Quimper, se repliega sin ofrecer resistencia hacia Ica e informa al Virrey Pezuela.
Armisticio de Miraflores (26 de setiembre a 4 de octubre)
Cumpliendo instrucciones de la península, el virrey Pezuela invitó a San Martín a concertar la paz y éste resolvió negociar sin dejar de consolidar por ello su ocupación de la costa ni abandonar los preparativos para las expediciones al interior. El virrey designó representantes a Hipólito Unanue, al conde Villar de la Fuente y al teniente de navío Dionsio Capaz; San Martín delegó su representación en el coronel José Tomás Guido y en Juan García del Río. Los comisionados se reunieron en Miraflores, al sur de Lima, el 26 de setiembre, y acordaron un armisticio suspendiendo las hostilidades hasta el 4 de octubre para celebrar conferencias de pacificación.
Primera campaña del general Arenales a la Sierra (4 de octubre de 1820 al 8 de enero de 1821)
Entre el 4 de octubre de 1820 al 8 de enero de 1821 se realiza la primera campaña del general Arenales a la Sierra que tenía como objetivo levantar en rebeldía las provincias de la Sierra, capturar fuerzas enemigas y coordinar su acción con la masa del ejército patriota hacia el Norte. Las acciones principales de esta campaña fueron: Combate de Palpa, Combate de Nazca, Combate de Acaril, Combate de Mayo, Combate e Tarma
Combate de Palpa (7 de octubre de 1820)
La caballería de Arenales al mando de Rufino Guido, vence a las fuerzas del coronel Quimper. Dos compañías se pasan a los patriotas y el resto se dispersa.
Combate de Nazca (15 de octubre de 1820)
El teniente coronel Manuel Rojas, al frente de 160 hombres, sorprende y derrota a la agrupación del Coronel Quimper.
Combate de AcariI (16 de octubre de 1820)
El Teniente Vicente Suárez con 30 Cazadores, ataca una columna realista a la que derrota y se apodera de importante cantidad de municiones.
Combate de Mayo (11 de noviembre de 1820)
Al mando de Lavalle, las fuerzas patriotas derrotan a los efectivos realistas que ocupan el río Mantaro.
Combate de Tarma (23 de noviembre de 1820)
El teniente coronel Rojas venció a los realistas, apoderándose de importante material logístico.
Combate de Cerro de Pasco (6 de diciembre de 1820)
Esta zona se encontraba por una posición realista al mando del general O'Reilly. El general Arenales sorprende al enemigo ocupando las alturas del Cerro de Pasco y triunfa rápidamente. Arenales se reincorporó a la masa del ejército el 8 de enero de 1821.
Ocupación del Valle del Huara. Resolución de Pezuela. (Noviembre de 1820 )
El ejército patriota desembarca en Huacho a la espera de las fuerzas de Arenales y por su parte, el virrey Pezuela reúne unos 7.000 hombres al norte de Lima y envía una avanzada de unos 2.000 efectivos al mando del coronel Valdéz.
Deserción del batallón Numancia (Diciembre de 1820 )
El 3 de diciembre de 1820 se produce la deserción del Batallón Numancia. Esta batallón estaba integrado mayoritariamente por peruanos, colombianos y venezolanos, quienes decidieron incorporarse al ejército patriota para luchar por la libertad de su tierra.
Destitución del Virrey Pezuela (Enero de 1821)
San Martín decide atacar al grueso del ejército realista que se encontraba próximo a Lima, y con este propósito el ejército patriota inició su avance el 5 de enero. Las fuerzas de Arenales se incorporan al ejército el 8 de enero, y el 29, el virrey Pezuela es destituido de su cargo y en su reemplazo es nombrado el general José de la Serna.
Primera expedición de lord Cochrabe a puertos intermedios (Marzo a mayo de 1821)
El objetivo de esta expedición era accionar sobre los puertos ubicados entre El Callao y Arica, así como encubrir la segunda campaña de Arenales a la Sierra. Para llevar adelante esta misión, las fuerzas del general Miller desembarcan en Pisco y ocupan nuevamente la localidad de Chincha. Luego reembarcan nuevamente y desembarcan en Sama, mientras la escuadra bombardeaba Arica. Nuevamente triunfa Miller y después de recibir refuerzos ocupó Tacna. Más tarde Miller derrota nuevamente a los realistas en Mirave.
Segunda misión del general Arenales a la sierra (Abril a Junio de 1821)
Tenía como objeto ocupar el valle de Jauja, reclutar soldados y contactarse con las fuerzas de Miller. Ocupa Huancayo y aguarda allí el enfrentamiento con las tropas realistas al mando de Canterac, pero éste marchó hacia Huancavelica. Enterado, Arenales decide marchar tras él, pero en plena marcha San Martín le ordena regresar a Lima, que ya estaba en poder de los patriotas.
Ocupación de Lima y proclamación de la independencia del Perú (28 de julio de 1821)
San Martín entró a Lima en el anochecer del 12 de julio de 1821; iba sin escolta, sin más compañía que la de un ayudante.
¿Porqué tardó San Martín en ocupar la ciudad pudiendo haberlo hecho mucho antes?
Así lo testimonió el Libertador:
"La gente se pregunta -decía- por qué no marcho sobre Lima al momento. Lo podría hacer e instantáneamente lo haría, si así conviniese a mis designios; pero no conviene. No busco gloria militar, no ambiciono el título de conquistador del Perú; quiero solamente librarlo de la opresión. ¿De qué me serviría Lima, si sus habitantes fueran hostiles en opinión pública? ¿Cómo podría progresar la causa independiente si yo tomase Lima militarmente y aun el país entero?...Muy diferentes son mis designios. Quiero que todos los hombres piensen como yo y no dar un paso más allá de la marcha progresiva de la opinión pública; estando ahora la capital madura para manifestar sus sentimientos, le daré oportunidad de hacerlo sin riesgo. Todo mi deseo es que este país se maneje por sí mismo. En cuanto a la manera en que ha de gobernarse, no me concierne en absoluto. Me propongo únicamente dar al pueblo los medios de declararse independiente, estableciendo una forma de gobierno adecuada, y verificado esto, consideraré haber hecho bastante y me alejaré." Así las cosas, el 28 de julio el Cabildo celebró una reunión extraordinaria. En ella desplegó por primera vez la bandera independiente del Perú y proclamó: "Desde este momento el Perú es libre e independiente por la voluntad general del pueblo y por la justicia de su causa que Dios defiende."