Desde 1780 se planifica una insurrección indígena, junto a José Gabriel Condorcanqui (Túpac Amaru) y los hermanos Dámaso y Tomás Katari de Chayanta, con quienes convergen en sus ideales libertarios y propósitos emancipatorios, logran reunir a más de 150 mil indígenas de toda la región.
El 13 de marzo de 1781 se levanta un campamento militar indígena en La Ceja de El Alto, cerrando todos los accesos a la ciudad de La Paz, empezaron con 20 mil indígenas y en cinco meses llegaron a ser 80 mil personas, generando escasez de alimentos y de agua en la ciudad. El 21 de mayo Tupac Katari deja a Bartolina a cargo del cerco, al ver a una mujer a cargo el ejército español manda a 300 soldados a capturarla, ella junto con el ejército indígena apedrean a los españoles y no logran su cometido.
Tras 109 días de cerco, los españoles reciben ayuda de Charcas esto logra que Tupac Katari repliegue a su ejército que fue abatido por las fuerzas españolas y por las alianzas que estas establecieron con líderes indígenas contrarios a Tupac Katari, lo que posibilitó que los cabecillas de la rebelión fueran apresados y sentenciados a muerte por ahorcamiento, el 5 de septiembre de 1782.
A los 32 años Bartolina fue arrastrada por un caballo amarrada de los pies, y posteriormente descuartizada. Clavaron su cabeza y extremidades en diferentes lugares donde ella participó en la resistencia para amedrentar a los indígenas.
