El 18 de marzo se conoció en Chile la declaración de guerra de Bolivia a Chile del 1 de marzo. Esta declaración, hecha por un país sin naves de guerra y un ejército de armas anticuadas, cuyos territorios a defender estaban a 15 o 16 días de marcha por lugares inhóspitos tenía la intención no de iniciar una guerra, sino de impedir a Chile la compra de armas en el exterior por las leyes de neutralidad y la de contravenir las gestiones del gobierno peruano para conservar la paz.
El 21 de marzo Pinto hizo presente a Lavalle una oferta de solución:
1. Permanecer en el Status quo (es decir ocupación chilena) sin derivar de él derechos
2. Retrotraer la discusión al estado en 1866
3. Arbitraje sobre dominio real y una declaración peruana de neutralidad
Posteriormente Pinto agregó la promesa, en caso de un arbitraje favorable a Chile, de no fortificar Antofagasta y celebrar un convenio que regulase la competencia en la venta del salitre.
El 24 de marzo Pinto comunicó a Lavalle que Perú era un mediador armado y próximo a ser beligerante y como tal cualquier proposición suya tenía el carácter de conminatoria y que había ordenado al ministro plenipotenciario en Lima Joaquín Godoy Cruz exigir una declaración de neutralidad al gobierno del Perú.
En la tarde del 24 llegó hasta Lavalle José Victorino Lastarria conocido panamericanista que propuso, en forma personal, un principio de arreglo que a la propuesta de Lavalle le cambiaba el arbitraje por una conferencia en Lima y suspendía la expulsión de chilenos de Bolivia y los preparativos bélicos en los tres países. Lavalle se declaró conforme, pero la propuesta fue rechazada por el gabinete de Pinto.
Perú hace público el tratado
Previendo el desenlace, Perú y Chile continuaban sus aprestos militares. Chile decretó el 26 de marzo doblar las plazas de su ejército y enviar su flota al norte. A partir de entonces ya las compras militares chilenas se debían hacer burlando los controles oficiales en Europa. Perú envió el 7 de marzo 700 hombres, una batería de artillería y 1.000 fusiles a Iquique, que fueron reforzados por 1.000 hombres llegados el 26 de marzo.
El día 26 de marzo Pinto comunicó a Lavalle que al ministro plenipotenciario de Chile en Perú le había sido confirmado por parte del presidente de Perú que existía un tratado secreto. Tras esa noticia, Lavalle dio por terminada su misión en Chile.
Perú no era neutral, como Lavalle dijo, no debía, no podía, ni quería serlo. Solo el 30 de marzo recibió Lavalle instrucciones de su gobierno que él había solicitado el 7 de marzo sobre su actitud frente a preguntas sobre el tratado secreto. Ese día Lavalle comunicó a Fierro el contenido del tratado.
El Consejo de Estado de Chile aprobó el 1 de abril solicitar al Congreso una declaración de Guerra a Perú y a Bolivia.
El Congreso la aprobó el 2 de abril. Acompañado de Patricio Lynch, Lavalle viajó a Valparaíso el 4 de abril, donde permaneció a bordo del vapor Liguria una noche. El día 5 de abril, se trasladó al vapor Ayacucho con el cual hizo su viaje de regreso a Perú. El 16 de abril llegó al Callao.
Post-mediación
Una vez comenzada la guerra, Lavalle fue destinado a Brasil, volvió a Perú y fue arrestado por el gobierno de ocupación y desterrado a Chile. En 1883, autorizado por el gobierno chileno, volvió y participó en la negociación del Tratado de Ancón.
Ambos acompañantes de Lavalle, su hijo Hernando y su secretario Javier Melecio Casós, murieron, el primero en la Batalla de Chorrillos y el segundo a consecuencia de heridas recibidas en ella.
