Após a captura da capital, o governo mexicano mudou-se para a capital temporária de Querétaro. Na Cidade do México, as forças dos EUA tornaram-se num exército de ocupação e sujeitas a ataques furtivos da população urbana. A guerra convencional deu lugar à guerra de guerrilha dos mexicanos que defendiam a sua pátria. Eles infligiram baixas significativas ao Exército dos EUA, especialmente aos soldados que demoravam a acompanhar.
O General Scott enviou cerca de um quarto de sua força para garantir sua linha de comunicações para Veracruz do Corpo Ligeiro do General Rea e de outras forças guerrilheiras mexicanas que haviam feito ataques furtivos desde maio. Os guerrilheiros mexicanos torturavam e mutilavam frequentemente os corpos das tropas norte-americanas, como vingança e advertência. Os americanos interpretaram estes actos não como a defesa da sua pátria pelos mexicanos, mas como uma prova da brutalidade dos mexicanos como inferiores raciais. Por seu lado, os soldados norte-americanos vingaram-se dos ataques dos mexicanos, quer fossem ou não individualmente suspeitos de actos de guerrilha.
Scott considerou os ataques de guerrilha contrários às "leis da guerra" e ameaçou a propriedade das populações que pareciam abrigar os guerrilheiros. Os guerrilheiros capturados seriam fuzilados, inclusive os prisioneiros indefesos, com o raciocínio de que os mexicanos fizeram o mesmo. O historiador Peter Guardino afirma que o comando do Exército dos EUA foi cúmplice nos ataques contra civis mexicanos. Ao ameaçar as casas, propriedades e famílias das populações civis com incêndios em aldeias inteiras, saques e violação de mulheres, o Exército dos EUA separou os guerrilheiros da sua base. “As guerrilhas custaram caro aos americanos, mas indiretamente custaram mais aos civis mexicanos.”
Scott reforçou a guarnição de Puebla e em novembro adicionou uma guarnição de 1.200 homens em Jalapa, estabeleceu postos de 750 homens ao longo da rota principal entre o porto de Veracruz e a capital, na passagem entre a Cidade do México e Puebla em Rio Frio, em Perote e San Juan na estrada entre Jalapa e Puebla, e em Puente Nacional entre Jalapa e Veracruz. Ele também havia destacado uma brigada anti-guerrilha sob o comando de Lane para levar a guerra ao Corpo Ligeiro e outros guerrilheiros. Ele ordenou que os comboios viajassem com escoltas de pelo menos 1.300 homens. As vitórias de Lane sobre o Corpo Ligeiro em Atlixco (18 de outubro de 1847), em Izúcar de Matamoros (23 de novembro de 1847) e em Galaxara Pass (24 de novembro de 1847) enfraqueceram as forças do General Rea.
Mais tarde, um ataque contra os guerrilheiros do Padre Jarauta em Zacualtipan (25 de fevereiro de 1848) reduziu ainda mais os ataques de guerrilha na linha de comunicações americana. Depois que os dois governos concluíram uma trégua para aguardar a ratificação do tratado de paz, em 6 de março de 1848, as hostilidades formais cessaram. No entanto, alguns bandos continuaram desafiando o governo mexicano até a evacuação do Exército dos EUA em agosto. Alguns foram reprimidos pelo Exército Mexicano ou, como o Padre Jarauta, executados.