Informado sobre el resultado de Abtao, Méndez Nuñez procedió al sur con la poderosa Numancia, la Resolución y la Reina Blanca para forzar un nuevo combate con los aliados, pero no tuvo éxito, ya que aquellos se habían desplazado a Huito, un apostadero de acceso mucho más difícil que el de Abtao. Por su parte, el 25 de marzo las corbetas peruanas Unión y América fueron enviadas al Estrecho de Magallanes para interceptar a la fragata española Almansa, que según fuentes de inteligencia había sido despachada por Madrid para reforzar a su escuadra en el Pacífico. Los peruanos permanecieron en el área cerca de un mes pero no lograron ubicarla. La Almansa recién arribaría a la costa occidental de Sudamérica a fines de abril. El gobierno chileno envió también al vapor Maipú al Estrecho de Magallanes para interceptar a los vapores españoles Odessa y Vascongada. El resto de a flota aliada se mantuvo a la defensiva en el sur de Chile a la espera de la llegada de los blindados Huáscar e Independencia, , destinados a convertirse en el factor que cambiaría el equilibrio de fuerzas. Ambas naves habían partido desde Brest el 26 de febrero, en la que sería una larga y difícil travesía, escoltadas por el vapor británico Thames, que transportaba carbón y otras provisiones. El 30 de marzo de 1866, frente a aguas brasileñas, los blindados peruanos causaron un nuevo revés a los españoles al interceptar a los bergantines peninsulares Dorotea y Paco. El primero fue destruido mientras que el segundo, de rápido andar, logró evadir la captura.
Ante estos hechos y sin haber logrado encontrar a la flota aliada para un nuevo combate, Méndez Nuñez optó por un curso de acción diferente con objeto de castigar a sus insolentes adversarios y salvaguardar el honor y el prestigio español. En consecuencia, el almirante dirigió su escuadra hacia los dos principales puertos aliados con objeto de bombardearlos, siendo su primer objetivo el puerto chileno de Valparaíso. Los comandantes de las naves de países neutrales en aguas chilenas, al ser notificados de la intención española de atacar Valparaíso, intentaron evitar la destrucción de la próspera pero indefensa ciudad habitada por 80 mil habitantes. Fue inútil. Inclusive, en gesto romántico, los chilenos propusieron que los dos escuadrones se midieran en duelo en alta mar para decidir de una vez por todas el conflicto, siendo la única condición que los españoles no incluyeran a la Numancia. El comodoro John Rodgers, comandante de la flota norteamericana, se ofreció como mediador de la inusual propuesta. Sin embargo, Méndez Nuñez la rechazó indignado. No gustó de la idea ni deseaba asumir la responsabilidad de las implicancias que aquella pudiera acarrear. Su gobierno le había ordenado destruir al escuadrón aliado o una ciudad, y después de haber fracasado en la primera opción en Abtao optó por la última alternativa.
La intervención del cuerpo diplomático y consular tampoco surtió efecto disuasivo. Inclusive el general Hugh Judson Kirlpatrick, Ministro norteamericano en Chile, exigió a Rodgers que atacase a la Numancia. El comandante Rodgers tenía a su disposición el poderoso monitor de 3,400 toneladas Monadnock, provisto de dos torres armadas cada cual con dos cañones Dahlgren de 15 pulgadas. También tenía cinco corbetas de madera, entre ellas la Tuscarora, el Powhatan -buque insignia- y el Vanderbilt. En esa época el escuadrón naval de los Estados Unidos en el Pacífico constaba de 17 naves, divididas en la escuadra del Pacífico Sur y la escuadra del Pacífico Norte. Este último comprendía el área entre las costas de América del Norte y las Islas Sándwich en el archipiélago de Hawai, mientras que la primera operaba desde Panamá, pasando por el Cabo de Hornos, hasta Australia. Sin embargo Rodgers se opuso a ejecutar cualquier acción que pudiera desencadenar una guerra entre su país y España. Kirlpatrick insistió pero Rodgers era consciente que las recomendaciones del ex oficial de caballería del ejército federal de los Estados Unidos durante la guerra civil, a quien una vez el general William T. Sherman calificó como "un tonto condenado", no podían tomarse seriamente. Cuando Méndez Nuñez se enteró de las intenciones de Kirlpatrick, manifestó a Rodgers que si por algún motivo movía sus naves para proteger Valparaíso,
“Me veré obligado a hundirlos, porque inclusive así me quede un barco procederé con el bombardeo. España, la Reina y yo preferimos el honor sin barcos que barcos sin honor. Vuestro Monadnock puede ser muy fuerte para mi Numancia, pero creo que puedo disponer de todos vuestros otros barcos”
Bajo estas circunstancias, el 31 de marzo de 1866, los españoles tomaron posición de ataque frente a Valparaíso con cuatro naves de guerra: Villa de Madrid, Blanca, Resolución y Vencedora y abrieron fuego con un total de 138 cañones, la mayoría de ellos de 68 libras. La ciudad, que no disponía de un solo cañón para protegerse, fue bombardeada sin misericordia. Durante tres horas interminables el escuadrón español descargó nada menos que 2,600 proyectiles, destruyendo almacenes, un viejo fuerte, la estación de ferrocarril y otros edificios públicos. Compañías de bomberos provenientes de Santiago apoyaron a las brigadas locales en apagar los incendios y remover los escombros. Los daños a Valparaíso ascendieron a 14 millones de pesos, la mitad de los cuales correspondía a neutrales. Asimismo hubo algunos muertos y heridos en la población local.
En el informe elevado a su gobierno el 21 de marzo, desde la rada de Valparaíso, Méndez Nuñez no pudo ocultar su remordimiento por haber atacado una plaza desprotegida. Después de señalar que se encontraba “Profundamente afectado bajo la dolorosa impresión que V.E. puede comprender debe producir en el ánimo del jefe de una escuadra él tener que dirigir los fuegos de los buques de su mando sobre una población que no se defiende”, subrayó que “he cumplido con este triste deber en obedecimiento de las instrucciones del Gobierno de S.M. como extremo imprescindible a que hemos tenido que apelar”. Sin embargo el remordimiento del marino español no fue suficiente para impedir que, antes de partir al Callao, incendiara todos los barcos chilenos capturados, un total de 33, lo que significó la ruina total de la marina mercante chilena, la más grande de las costas occidentales de América Latina. Acto seguido el poderoso escuadrón español, seguido en procesión por las naves de guerra neutrales, emprendió rumbo al Perú con la intención de repetir la acción de Valparaíso contra el Callao. Sin embargo, ignoraban que el nuevo escenario iba a ser diferente.
La escuadra española finalmente arribó al Callao el 25 de abril. En un Manifiesto firmado a bordo de la Numancia el día 27, el almirante español señaló que:
“El gobierno de su Majestad Católica, que supo guardar la más digna neutralidad en la contienda civil que ha surgido en el Perú la Dictadura, sabe también la obligación indeclinable que le impone la honra e intereses de su país, y en tal concepto, ha ordenado a su representante en el Pacífico, imponga al de la Dictadura el castigo que motu propio se ha buscado, llevando a cabo contra las fuerzas de su mando, todas las hostilidades que a este fin pueden conducir”. En tal virtud, esas fuerzas van a obrar sobre el Callao y sus fortificaciones y para que los súbditos extranjeros residentes en dicha población puedan ponerse a salvo con sus intereses, ha dispuesto darles un plazo de cuatro días contados desde esta fecha, declarando al mismo tiempo culpable de las pérdidas que las hostilidades puredan ocasionarles, al gobierno de Lima, que hollando hasta los principios más elementales del derecho de gentes, ha dado a España justo e incontrastable derecho de llevarlas a cabo”.
Sin embargo, se procedió a diferir la fecha por un día, para el dos de mayo, por ser aquel una efemérides de gloria para España (12). Para cumplir con su objetivo Méndez Nuñez disponía de la flota más grande organizada por España desde Trafalgar, la misma que incluía cuatro fragatas a hélice, una fragata blindada y una corbeta, es decir, la Numancia, Blanca, Restauración, Berenguela, Villa de Madrid, Almansa y Vencedora, que en su conjunto contaba con casi 250 cañones de diferente calibre.
