Tras la derrota de Ayohuma comenzó una nueva forma de guerra en el Frente Norte. El ejército regular quedó estancado en Tucumán, y Belgrano fue reemplazado como comandante en jefe por José de San Martín. Quien tuvo una actitud de franco desinterés ante la agónica situación deJujuyy Salta, pues no tan sólo se negó a utilizar las tropas del Ejército del Norte, más allá de pequeños destacamentos, para la defensa de estos dos pueblos, sino que fue trasladando paulatinamente las escasas tropas existentes hacia el sur, para la larga preparación de sus planes de liberación continental. El tiempo le daría la razón. San Martín tampoco permaneció en Tucumán, sino que delegó el mando de las incipientes milicias gauchas a Martín Miguel de Güemes. 
      En resumidas cuentas, la defensa deJujuyy Salta quedó en manos de los recursos y la valentía de sus habitantes. Comenzó así la Guerra Gaucha, en la que los gauchos de la región se agruparon bajo el mando de distintos caudillos, muchos de ellos ex oficiales jujeños y salteños que se separaron del Ejercito Norte para organizar sus propias milicias.
      La Guerra Gaucha fue fundamentalmente una guerra de guerrillas (aunque en muchas ocasiones las tropas gauchas se enfrentaron a las realistas en batallas frontales), pues las milicias gauchas eran tropas generalmente improvisadas cuyo único entrenamiento se daba en el fragor de la batalla ante fuerzas muy superiores en número y armamento. Si bien este nuevo tipo de guerra defensiva surgió espontáneamente y ante la necesidad imperiosa de la población de defenderse, contó con una estructura y un escalafón militar. San Martín nombró a Martín Miguel de Güemes como en comandante en jefe de las tropas gauchas, grado que aceptaron tanto los caudillos jujeños y sus tropas gauchas, como los salteños. La defensa deJujuy se dividió en regiones a cargo de distintos oficiales designados por Güemes: la defensa de la Puna quedó en manos del Coronel Juan Fernández Campero (conocido como el Marqués de Yavi), la franja que se extiende desdeHumahuacahasta Orán fue defendida por el Coronel Manuel Arias, mientras que los territorios de la Quebrada que van desdeTilcarahastaPurmamarcafueron defendidos por Manuel Álvarez Prado, las operaciones en Valles Centrales quedaron a cargo de los coroneles Bartolomé de la Corte y  José Gabino Quintana, quienes contaron con el apoyo de José Ignacio Gorriti. También debemos destacar a los capitanes gauchos Apolinario Saravia y Juan Antonio Rojas, que si bien estaban destinados a la defensa de Salta, brindaron un apoyo fundamental en la defensa del territorio jujeño.           
      En enero de 1814 las tropas realistas de Pezuela (unos 4.000 hombres) iniciaron una nueva invasión y tomaron rápidamente las ciudades deJujuyy Salta. Sin embargo, la campaña se hallaba en poder de las milicias gauchas que aplicaron una estrategia de guerra infalible: las tropas de Pezuela fueron sitiadas y divididas en las ciudades deJujuyy Salta. Los realistas se encontraron incomunicados y divididos, mientras que sus líneas de abastecimiento desde el Alto Perú habían sido cortadas. Todas las incursiones realistas para la obtención de víveres resultaban eliminadas por los gauchos.       Mientras que la opción de avanzar hacia el sur se veía impedida pues allí se encontraba el Ejercito del Norte. Ante lo insostenible de la situación los realistas debieron retirarse hasta el Alto Perú abandonando las posiciones conquistadas en agosto de ese mismo año. Durante esta invasión se dio el bautismo de fuego de las guerrillas gauchas, las cuales a pesar de encontrarse en un estado embrionario, lograron repeler al invasor.
      A comienzos de 1815 el mando del Ejército de Norte pasó a manos de Rondeau (héroe de la victoria patriota sobre los realistas en Montevideo), quien logró reactivarlo y avanzar con él hasta la Quebrada, estableciendo su cuartel general en Humahuaca. Mientras tanto, las tropas de Pezuela intentaron una nueva invasión por la Puna. Las tropas de Rondeau y las milicias de gauchos jujeños salieron a su encuentro, produciéndose la batalla de Puesto del Marqués (17 de abril de 1815), donde los patriotas derrotaron a los realistas, que debieron huir nuevamente hacia el Alto Perú. Aprovechando el empuje de la victoria, Rondeau avanzó hacía el norte tomando Cotagaita y Tupiza, lo que dio comienzo a la tercera expedición auxiliadora hacía el Alto Perú. Pero el avance de las tropas revolucionarias se vio  finalmente detenido por la catastrófica derrota en la batalla de Sipe-Sipe (29 de noviembre de 1815), lo que marcó el fin del accionar del Ejército del Norte, que quedó definitivamente apostado en Tucumán.
      Tras la reposición de Fernando VII al trono de España en 1815, éste envió una tropa de 15 mil soldados profesionales, que debían sumarse a las tropas ya existentes para la reconquista de las colonias sudamericanas. A finales de 1815 el único bastión revolucionario en pie en Latinoamérica era el actual territorio argentino. Sin embargo, Buenos Aires (la provincia más rica en recursos militares y económicos) se hallaba estancada en una larga guerra contra Montevideo, la cual había sido ocupada por los realistas. Pero una vez liberada ésta, el gobierno porteño comenzó a enfrentarse con el líder de las tropas gauchas orientales, Gervasio Artigas, en el cual vieron un paisano díscolo, en vez de un potencial aliado. San Martín, luego de la derrota de la última campaña auxiliadora hacia el Alto Perú, comprendió que la única manera de derrotar al bastión realista en Lima era liberar Chile para luego atacar Perú, evitando así el tortuoso camino por el Alto Perú, por lo cual concentró a la mayoría de las tropas regulares disponibles en Mendoza. Mientras tanto, el resto de las tropas regulares estaban sujetas a defender Buenos Aires de una posible invasión. 
      Mientras todo el proyecto de las campañas libertadoras se hallaba en ciernes y Buenos Aires bregaba por sus propios intereses,Jujuyy Salta hicieron frente en soledad a la invasión realista más grande de toda la historia de las guerras por la Independencia en la Argentina: 7 mil soldados realistas profesionales, comandados por José de la Serna, de los cuales la gran mayoría eran veteranos de las guerras napoleónicas.
      Luego de eliminar a las republiquetas del Alto Perú (las milicias campesinas bolivianas) la vanguardia del ejército realista, comandada por Olañeta, se internó en la Puna derrotando a las tropas del Marqués de Yavi, y tomándolo prisionero. A pesar del constante hostigamiento del Coronel Arias, los realistas avanzaron hasta tomarHumahuaca(la cual fue fortificada y utilizada como retaguardia) y luego el resto de la Quebrada, lo que produjo un éxodo de su población. A partir de allí, las fuerzas realistas se dividieron: un escuadrón a cargo de Mariquegui avanzó hasta Tarija, mientras que Olañeta avanzó hasta tomarJujuyen enero, donde esperó al resto del ejército comandado por La Serna. La gran invasión produjo el tercer y último éxodo de la población jujeña.
      A pesar de su superioridad, las tropas realistas quedaron varadas en Jujuy. Sobre todo porque su retaguardia, líneas de comunicación y abastecimiento se vieron cortadas, tras la toma por asalto, por parte del Coronel Manuel Arias, de la ciudad de  Humahuaca, donde, además de causar numerosas bajas, se apoderó de 500 fusiles y 7 cañones, para luego pasar a hostigar a las tropas realistas en Orán. Mientras tanto, las fuerzas de Álvarez Prado atacaban sobreTilcaray Maimará. Pero si bien los realistas pudieron ocupar nuevamente Humahuaca, se vieron totalmente cercados por las tropas gauchas en Jujuy, siendo constantemente agredidos, como en el combate de San Pedrito, donde las tropas de José Antonio Rojas y Bartolomé de la Corte atacaron sorpresivamente matando a 110 enemigos. Igual efecto produjeron los combates de Trincheras de Jujuy, Chijra y León, en las que se destacaron las tropas de “Pachi” Gorriti, Bartolomé de la Corte y José Gabino Quintana, respectivamente.
      Luego de derrotar a las tropas de Bartolomé de la Corte en Palpalá, La Serna, con una fuerza de 2.500 hombres, logró abrirse paso hasta Salta en abril, dejando al resto de sus tropas fortificadas en Jujuy. Sin embargo su suerte fue la misma, en Salta las tropas realistas se vieron nuevamente sitiadas y fuertemente hostigadas por las milicias de Saravia, Rojas y Burela, por lo cual debieron retroceder hasta Jujuy. Allí la situación se tornó insostenible: los realistas hambrientos, enfermos y sitiados no podían conseguir víveres, pues todas sus incursiones por fuera de la ciudad eran duramente reprimidas por los gauchos, quienes, al mismo tiempo, hostigaban sus defensas día y noche. Luego de una serie de combates en Alto Comedero y la Viña, donde las tropas de Gorriti y de la Corte triunfaron, el ejército realista debió abandonarJujuyretrocediendo hasta la Quebrada. Pero también fueron expulsados de allí por las fuerzas de Álvarez Prado y Arias, debiendo retirarse hasta el Alto Perú, con bajas que superaron los 1.000 hombres. Tras cinco meses de ocupación realista, el pueblo jujeño retornó a sus hogares a principios de junio de 1817.