Anà a les Índies amb el governador Pedrarias Dávila (1514), i l’acompanyà en les expedicions del Darién. L’any 1524, formà companyia juntament amb Francisco Pizarro i el canonge Hernando de Luque, per al descobriment i la conquesta de les terres meridionals. Aviat es produí un enfrontament entre Almagro i Pizarro, que fou agreujat per la fundació de Cusco; aquest fet obligà Almagro a reclamar davant el rei una governació pròpia, igual que la de Pizarro. El 1535, Almagro fou enviat per Pizarro a l’exploració i la conquesta de les terres del sud de Cusco: travessà tot l’altiplà andí (avui de Bolívia), al S del llac Titicaca, i arribà fins a Copiapó, a la costa xilena; mentre hi era, li fou comunicada la creació reial de la governació de Nova Toledo, bé que l’adscripció de Cusco motivava encara diferències entre els dos caps. En retornar a Xile, s’inicià una oposició oberta entre els partidaris d’un i altre que culminà, el 1538, amb l’empresonament i la decapitació d’Almagro per Hernando Pizarro, germà de Francisco Pizarro.