Przed wyruszeniem do Cajamarki Atahualpa złożył ofiary bogom, a następnie udał się na spotkanie z Hiszpanami. Po przybyciu na plac w Cajamarce spotkał ojca Fraya Vicentego de Valverde i tłumacza (według źródeł miał imię Filipillo lub Martinilli). Reszta Hiszpanów czekała w ukryciu, przygotowana na atak. Ojciec de Valverde miał czytać Atahualpie nauki z brewiarza. Wódz Inków poprosił ojca de Valverdego o podanie mu brewiarza. Mając książkę w ręku i nie mogąc jej otworzyć, rzucił ją na ziemię (według innej relacji Atahualpa przekartkował książkę i przyłożył ją do ucha, by przekonać się, czy faktycznie mówi ona to, co czytał kapłan. Nie słysząc nic wściekły Atahualpa rzucił brewiarz na ziemię).
Gest Atahualpy był sygnałem dla jego świty, że bóg Hiszpanów jest fałszywy i nie miał żadnej mocy. Według relacji Pedra Pizarra i Pedra Ciezy de Leóna Atahualpa zażądał podania mu miecza. Zaraz po tym Pizarro rozpoczął atak. Zdezorientowani Inkowie zostali zaatakowani przez hiszpańską konnicę i żołnierzy uzbrojoną w arkebuzy. Zaskoczeni Inkowie nie mieli nawet czasu, by chwycić za broń. Ogromny strach wśród Inków wzbudzał proch strzelniczy. Podczas walk Atahualpa trafił do hiszpańskiej niewoli. W bitwie zginęło 7 tys.