El 24 de mayo de 1822, las fuerzas rebeldes sudamericanas bajo el mando del general Antonio José de Sucre y las fuerzas españolas lideradas por Melchor Aymerich se enfrentaron en las laderas del volcán Pichincha, a la vista de la ciudad de Quito, Ecuador. La batalla fue una gran victoria para los rebeldes, destruyendo de una vez por todas el poder español en la antigua Audiencia Real de Quito..
Para 1822, las fuerzas españolas en América del Sur estaban huyendo. Al norte, Simón Bolívar había liberado el Virreinato de Nueva Granada (Colombia, Venezuela, Panamá, parte de Ecuador) en 1819, y al sur, José de San Martín había liberado a Argentina y Chile y se estaba moviendo hacia Perú. Los últimos bastiones importantes para las fuerzas realistas en el continente estaban en Perú y alrededor de Quito. Mientras tanto, en la costa, la importante ciudad portuaria de Guayaquil se había declarado independiente y no había suficientes fuerzas españolas para volver a tomarla: en su lugar, decidieron fortalecer a Quito con la esperanza de resistir hasta que llegaran los refuerzos.
A fines de 1820, los líderes del movimiento de independencia en Guayaquil organizaron un pequeño ejército mal organizado y se dispusieron a capturar Quito. Aunque capturaron la ciudad estratégica de Cuenca en el camino, fueron derrotados por las fuerzas españolas en la Batalla de Huachi. En 1821, Bolívar envió a su comandante militar más confiable, Antonio José de Sucre, a Guayaquil para organizar un segundo intento. Sucre levantó un ejército y marchó a Quito en julio de 1821, pero él también fue derrotado, esta vez en la Segunda Batalla de Huachi. Los sobrevivientes se retiraron a Guayaquil para reagruparse.
Para enero de 1822, Sucre estaba listo para intentarlo de nuevo. Su nuevo ejército adoptó una táctica diferente, pasando por las tierras altas del sur camino a Quito. Cuenca fue capturada nuevamente, impidiendo la comunicación entre Quito y Lima. El ejército irregular de Sucre de aproximadamente 1.700 estaba formado por varios ecuatorianos, colombianos enviados por Bolívar, una tropa de británicos (principalmente escoceses e irlandeses), españoles que habían cambiado de bando, e incluso algunos franceses. En febrero, fueron reforzados por 1.300 peruanos, chilenos y argentinos enviados por San Martín. Para mayo, habían llegado a la ciudad de Latacunga, a menos de 100 kilómetros al sur de Quito..
Aymerich era muy consciente de que el ejército lo atacaba, y colocó a sus fuerzas más fuertes en posiciones defensivas junto con el acercamiento a Quito. Sucre no quería llevar a sus hombres directamente a los dientes de posiciones enemigas bien fortificadas, por lo que decidió rodearlos y atacar desde la retaguardia. Esto implicó marchar a sus hombres hasta el volcán Cotopaxi y alrededor de posiciones españolas. Funcionó: pudo ingresar a los valles detrás de Quito.
En la noche del 23 de mayo, Sucre ordenó a sus hombres que se mudaran a Quito. Quería que tomaran las tierras altas del volcán Pichincha, que domina la ciudad. Una posición en Pichincha habría sido difícil de asaltar, y Aymerich envió a su ejército real a su encuentro. Alrededor de las 9:30 de la mañana, los ejércitos se enfrentaron en las empinadas y fangosas laderas del volcán. Las fuerzas de Sucre se habían extendido durante su marcha, y los españoles pudieron diezmar a sus principales batallones antes de que la retaguardia los alcanzara. Cuando el batallón rebelde escocés-irlandés Albión acabó con una fuerza de élite española, los realistas se vieron obligados a retirarse.
Los españoles habían sido derrotados. El 25 de mayo, Sucre ingresó a Quito y aceptó formalmente la rendición de todas las fuerzas españolas. Bolívar llegó a mediados de junio a multitudes alegres. La batalla de Pichincha sería el último calentamiento para las fuerzas rebeldes antes de abordar el bastión más fuerte de los realistas que quedan en el continente: Perú. Aunque Sucre ya era considerado un comandante muy capaz, la Batalla de Pichincha solidificó su reputación como uno de los principales oficiales militares rebeldes..
Uno de los héroes de la batalla fue el teniente adolescente Abdón Calderón. Nativo de Cuenca, Calderón fue herido varias veces durante la batalla, pero se negó a irse, luchando a pesar de sus heridas. Murió al día siguiente y fue ascendido póstumamente a Capitán. El propio Sucre destacó a Calderón por una mención especial, y hoy la estrella de Abdón Calderón es uno de los premios más prestigiosos otorgados en el ejército ecuatoriano. También hay un parque en su honor en Cuenca con una estatua de Calderón luchando valientemente.
La batalla de Pichincha también marca la aparición militar de una mujer extraordinaria: Manuela Sáenz. Manuela era nativa quiteña que había vivido en Lima por un tiempo y había estado involucrado en el movimiento de independencia allí. Se unió a las fuerzas de Sucre, luchando en la batalla y gastando su propio dinero en alimentos y medicinas para las tropas. Se le otorgó el rango de teniente y se convertiría en un importante comandante de caballería en las batallas posteriores, llegando finalmente al rango de Coronel. Hoy es más conocida por lo que sucedió poco después de la guerra: conoció a Simón Bolívar y los dos se enamoraron. Pasaría los siguientes ocho años como amante devota del Libertador hasta su muerte en 1830..