Dzięki posiłkom Pizarro mógł ruszyć na Cuzco. Najpierw jednak musiał podzielić okup i rozstrzygnąć o losach Atahualpy. Przetopienie wspaniałych złotych przedmiotów zajęło aż 30 dni. Piątą część wydzielono dla cesarza, a transport skarbu do Hiszpanii Pizarro powierzył przyrodniemu bratu Hernando, który był mocno skonfliktowany z Almagrem.
Zgromadzony łup był ogromny. Oszacowano go na 1 326 539 złotych pesos i 51 610 marek srebra (1 marka = 230 g srebra, a 1 peso de oro = 4,6 g czystego złota). Dowódca zagarnął dla siebie 2350 marek srebrnych i 57 220 pesos. Przypadł mu także drogocenny złoty tron Inki, wyceniany aż na 25 tys. pesos. Duże udziały otrzymali oficerowie, a jeźdźcy dwukrotnie więcej niż piechurzy. Natomiast ludzie Almagra musieli się zadowolić skromnym wynagrodzeniem, gdyż nie brali udziału w pojmaniu Inki. Przekonano ich jednak zapewnieniami, że w państwie Inków jest jeszcze wiele skarbów do zdobycia.
Żołnierze Almagra wywierali presję na dowódców, by czym prędzej ruszyć na Cuzco. Był wszakże jeden problem – Atahualpa, który wobec zebrania okupu domagał się, by go uwolnić. Chcąc nie chcąc, Pizarro wystawił dokument, że Inka wypełnił zobowiązania, ale nie uwolnił cennego jeńca, bojąc się, że zmobilizuje Indian do buntu. Losy króla przypieczętował wyjazd jego opiekunów: Hernanda Pizarra do Hiszpanii i Hernanda de Soto na rekonesans. Z pierwszym Atahualpa lubił biesiadować, a z drugim grać w kości i szachy. Kiedy Hernando Pizarro składał mu pożegnalną wizytę, rzekł: „Ach, kapitanie, jakże boleję nad tym, że jak tylko odjedziesz, ten gruby i ten jednooki niechybnie mnie zabiją”.
Nie mylił się. Gruby, czyli królewski skarbnik Alonso Riquelme, i jednooki – Diego de Almagro, chcieli go najrychlej uśmiercić. Wykorzystując pogłoski o koncentracji sił indiańskich w Quito, doprowadzili oni do procesu więźnia. Inkę oskarżono o liczne okrucieństwa, w tym doprowadzenie do śmierci Huascara, oraz przygotowywanie powstania przeciwko Hiszpanom. Proces był farsą, zwłaszcza że na niekorzyść władcy działał tłumacz Felipillo pałający uczuciem do kobiety z królewskiego haremu. Wreszcie zapadł wyrok – spalenie na stosie. W obawie przed śmiercią w płomieniach, która wedle wierzeń inkaskich nie pozwala na odrodzenie duszy, król zgodził się przyjąć chrzest. Świeżo ochrzczony Juan Atahualpa 26 lub 28 lipca 1533 roku został uduszony garotą. Jego ciało przez całą noc pozostawiono na głównym placu Cajamarki. Nazajutrz urządzono mu uroczysty pogrzeb, a ciało złożono w kościele.
