2. mail 1866 osales ta Estero Bellaco lahingus, kus Paraná jõe veed ühinevad Paraguay jõe veetega, kus vaenlane hakkas liitlaste vägesid viivitama, otsides paremat võitluspositsiooni. 24. mail 1866 osales ta Tuyutí lahingus.
, suurim lahing Lõuna-Ameerikas, kus ta mängis olulist rolli Brasiilia sõjaväe sõjalise seadme juhtimisel Paraguay rünnaku vastu. Ta kirjutas Päeva korralduse nr 56 kohta: "Suurim palk vaprale on au". 15. juulil 1866 ootasid liitlased veel Tuyuti jõudude saabumist Porto Alegre'i krahv, samal ajal kui vaenlane piitsutas igapäevaselt. Ta sai lahingus raskelt haavatud ja oli rahulolematu, et tema väed olid pikka aega pargitud. Osório andis Brasiilia vägede juhtimise üle kindral Polidoro da Fonseca Quintanilha Jordão'le.