Na de verovering van de hoofdstad verhuisde de Mexicaanse regering naar de tijdelijke hoofdstad Querétaro. In Mexico-Stad werden de Amerikaanse troepen een bezettingsleger en onderworpen aan stealth-aanvallen van de stedelijke bevolking. Conventionele oorlogsvoering maakte plaats voor guerrillaoorlogvoering door Mexicanen die hun thuisland verdedigden. Ze brachten aanzienlijke verliezen toe aan het Amerikaanse leger, vooral onder soldaten die het tempo niet bij konden houden.
Generaal Scott stuurde ongeveer een kwart van zijn kracht om zijn communicatielijn naar Veracruz veilig te stellen tegen het Lichte Korps van Generaal Rea en andere Mexicaanse guerrilla-troepen die sinds mei stealth-aanvallen hadden uitgevoerd. Mexicaanse guerrillastrijders martelden en verminkten vaak de lichamen van de Amerikaanse troepen, als wraak en waarschuwing. Amerikanen interpreteerden deze daden niet als de verdediging van de Mexicanen van hun patria, maar als bewijs van de brutaliteit van de Mexicanen als raciale ondergeschikten. Op hun beurt namen Amerikaanse soldaten wraak op Mexicanen voor de aanvallen, ongeacht of ze individueel werden verdacht van guerrilla-daden.
Scott beschouwde guerrilla-aanvallen als in strijd met het "oorlogsrecht" en bedreigde de eigendommen van bevolkingsgroepen die de guerrillastrijders leken te herbergen. Gevangen guerrillastrijders moesten worden neergeschoten, inclusief hulpeloze gevangenen, met de redenering dat de Mexicanen hetzelfde deden. Historicus Peter Guardino beweert dat de Amerikaanse legerleiding medeplichtig was aan de aanvallen op Mexicaanse burgers. Door de huizen, eigendommen en families van de burgerbevolking te bedreigen met het platbranden van hele dorpen, het plunderen en verkrachten van vrouwen, scheidde het Amerikaanse leger de guerrillastrijders van hun basis. "Guerrillastrijders hebben de Amerikanen veel gekost, maar indirect de Mexicaanse burgers nog meer."
Scott versterkte het garnizoen van Puebla en had in november een garnizoen van 1.200 man toegevoegd aan Jalapa, posten van 750 man gevestigd langs de hoofdroute tussen de haven van Veracruz en de hoofdstad, bij de pas tussen Mexico-Stad en Puebla bij Rio Frio, bij Perote en San Juan op de weg tussen Jalapa en Puebla, en bij Puente Nacional tussen Jalapa en Veracruz. Hij had ook een anti-guerrillabrigade onder Lane aangesteld om de oorlog naar het Lichte Korps en andere guerrilla's te voeren. Hij beval dat konvooien zouden reizen met escortes van minstens 1.300 man. Overwinningen van Lane op het Light Corps bij Atlixco (18 oktober 1847), bij Izúcar de Matamoros (23 november 1847) en bij de Galaxara Pass (24 november 1847) verzwakten de troepen van generaal Rea.
Later verminderde een aanval op de guerrilla's van Pater Jarauta in Zacualtipan (25 februari 1848) de guerrilla-aanvallen op de Amerikaanse communicatielijn verder. Nadat de twee regeringen een wapenstilstand hadden gesloten in afwachting van de ratificatie van het vredesverdrag, stopten de formele vijandelijkheden op 6 maart 1848. Sommige bendes gingen echter door in weerwil van de Mexicaanse regering tot de evacuatie van het Amerikaanse leger in augustus. Sommigen werden onderdrukt door het Mexicaanse leger of, zoals Pater Jarauta, geëxecuteerd.