Sarmiento gobernador de San Juan

Mitre, luego de la victoria en Pavón, ejerció el poder ejecutivo hasta ser designado presidente constitucional en 1862 y envió sus ejércitos para revertir en su favor las situaciones provinciales. Sarmiento fue nombrado auditor del contingente que marchó hacia San Juan. A principios de 1862 entró en la ciudad donde ya no estaban ni su madre, que había muerto hacía pocas semanas, ni su amigo Aberastáin.

Regresó al "estrecho, oscuro y pobre recinto de su provincia" dispuesto a poner orden. Se lo nombró gobernador interino y luego titular, y su mandato en la provincia fue por dos años.
Proyectó empresas mineras, la construcción de edificios y escuelas, organizó un ejército provincial, por lo que incurrió en déficit, fue apoyado al principio pero al final cosechó hostilidad.Sarmiento es designado gobernador interino y posteriormente titular en San Juan. La zona se hallaba convulsionada por la rebelión del general general Vicente Peñaloza, el "Chacho", que invocando el recuerdo de su campaña al lado del general Lavalle, se había alzado contra el gobierno nacional confiando en el apoyo de Urquiza, pero éste se mantuvo leal al principio constitucional.

12 de noviembre 1863 es la muerte del "Chacho" Peñaloza, que fue atravesado por la lanza del mayor Irarrázabal y posteriormente fusilado, cuando se encontraba sin armas y se había entregado a las fuerzas del gobierno. El escrupuloso historiador Horacio Videla (Historia de San Juan, San Juan, Academia del Plata, tomo V, pp. 337 y siguientes) ha establecido la no responsabilidad de Sarmiento en este episodio. No obstante los acosos de la montonera, realiza una vasta labor en su provincia.