Ambato aguardó su momento para declarar su independencia, animada por lo ocurrido en Guayaquil el 9 de octubre de 1820. Varias familias se reunían en secreto por la ciudad para preparar el rompimiento. Desde octubre hubo impulso, pero el presbítero Vicente Solís delató a los cabecillas. Temiendo prisiones, los patriotas ajustaron el plan con más reserva. El historiador Gerardo Nicola López, en ‘Historia de Tungurahua’ tomo II, dejó constancia de estos pasos. El corregidor riobambeño Martín Chiriboga pidió reforzar la guarnición y advirtió cautela en un oficio. Desde Guayaquil salió un ejército para apoyar en Alausí, Riobamba, Machachi y Latacunga. Los realistas de Ambato rogaron refuerzos a Quito para sostener el cuartel y la ciudad. El cabildeo ganó adhesiones entre corregidores y oficiales hasta entonces fieles a la corona. Se pensó atacar el 11 de noviembre junto a Riobamba, Latacunga y Alausí, pero un choque adelantó movimientos. Urdaneta se cruzó con Fominaya en Mocha y lo hizo retroceder. El asalto al cuartel se ejecutó el domingo 12 de noviembre, día de feria, cubiertos por la multitud. Gente armada con escopetas, pistolas, palos y piedras avanzó desde la plaza de mercado hacia el cuartel. Creyendo enfrentar a un gran ejército y viendo el gentío, los españoles se rindieron y Fominaya quedó bajo protección de Mariano Egüez. Los patriotas tomaron armas, municiones y mil cien pesos, y nombraron jefes a Miguel Suárez y Manuel Pérez de Anda. Urdaneta entró en la tarde y la población se volcó a apoyarlo, mientras Píllaro proclamó su independencia con desfile cívico. La reacción llegó pronto: a la semana los realistas regresaron, saquearon e incendiaron Ambato, y comenzó un periodo de dos años de dureza. El coronel García marchó hacia Quito con tropas de Ambato y Píllaro, pero en Mulaló supo de un gran contingente real y volvió a alertar a Urdaneta. Con la ciudad evacuada se peleó en Huachi el 22 de noviembre de 1820, donde el ejército libertario tuvo más de 500 bajas frente a unas 60 de los realistas, que luego castigaron a la población y fusilaron a 180 prisioneros, incluido el cacique de Píllaro Manuel Cañar. En medio del bloqueo y la escasez, mujeres de Píllaro emborracharon a lanceros perseguidores y la heroína Gertrudis Esparza destruyó puentes, tendió un puente falso y usó muñecos montados para engañar a otra columna, que terminó derrotada.