В 1602 году Мельчор отплыл с торговым флотом и достиг Испании к концу года. Он сразу же подружился с историком Гарсиласо де ла Вегой, этим выдающимся человеком, родившимся от союза между представительницей королевской семьи Инков и испанского конкистадора. Гарсиласо писал, что Мельчор «прибыл в Испанию в прошлом, 1602 году, чтобы увидеть королевский двор и принять благодарность за услуги, оказанные его дедом [Паулью] во время завоевательного похода, умиротворения Перу, а затем гражданских войн. Но какой бы большой эта благодарность ни оказалась, она должна быть еще больше».

Со следующим ежегодным торговым флотом 1603 года в Испанию приехала юная сирота Анна Мария Койя де Лойола. Девочка прибыла в Вальядолид, когда там уже был Мельчор. Но как дочь губернатора Чили она немедленно вошла в самое высокопоставленное придворное общество. Король поручил ее заботам дальнего родственника ее отца Дона Хуана де Борхаи-Кастро, графа де Маяльде и де Фикальо, сына великого иезуита святого Франсиско де Борха-и-Арагона, герцога Гандийского. Дон Хуан ранее был испанским послом в Португалии и Германии и служил на различных руководящих государственных постах. В Мадриде он жил в большой роскоши, имея превосходную библиотеку и коллекцию произведений искусства, и любил окружать себя поэтами и музыкантами. Когда в 1606 году он умер, его вдова обеспечила тринадцатилетнюю Анну Марию собственным домом, в котором у нее были свои собственные слуги, няньки, управляющий и врач.

В 1611 году король выбрал для богатой сироты, которой на тот момент было восемнадцать лет, мужа. Его выбор пал на племянника ее попечителя Хуана Энрикеса де Борха-и-Альманса. Этот дворянин был вдовцом, старше своей невесты на двадцать два года, и имел дочь, которая впоследствии стала монахиней. Он заслужил достойную репутацию, командуя гаванским флотом в боях с голландскими пиратами. В огромное наследство Анны Марии входили многочисленные поместья Сайри-Тупака, которые были дарованы ей в вечное пользование, в отличие от поместий Паулью, а также она имела особую пенсию в размере 1500 песо в год, которой был удостоен ее отец за пленение ее прадядюшки. Жених также был очень богат: он сразу же подарил своей жене браслет из 58 бриллиантов и бриллиантовое колье стоимостью 24 тысячи реалов. Супруги жили в Мадриде в окружении роскоши: у них были слуги-мавры, большие конюшни и великолепная библиотека. У Анны Марии было много украшений из золота, серебра и драгоценных камней, а также «семь полотен с нарисованными фигурами» — возможно, это были панно Толедо.

Корабли, на которых приплыла Анна Мария в Испанию, также привезли ходатайство, датированное 16 апреля 1603 года, в котором многие менее значительные потомки Инков просили освободить их от уплаты налогов. Эти знатные инки поручили четырем метисам королевской крови, которые тогда находились в Испании, подать на рассмотрение это ходатайство. Среди этих четырех был Мельчор Карлос, Алонсо де Меса (сын знаменитого конкистадора) и Гарсиласо де ла Вега, который так прокомментировал эту петицию: «Они пишут в полной уверенности, что, как только его католическое величество узнает об их печалях, он возместит им все убытки и осыплет подателей этого прошения милостями, потому что они являются потомками королей». Вместе с петицией они прислали еще несколько поясных портретов императоров-Инков и «королевское генеалогическое древо, нарисованное на деревянной доске, а также кусок белого китайского шелка». Из этой попытки ничего не вышло. Сам Гарсиласо был слишком занят, чтобы подать это прошение, хотя просили об этом именно его. Он передал его Мельчору Карлосу, но пришел в негодование, когда этот метис «отказался подать на рассмотрение эти бумаги, чтобы не признавать тот факт, что есть еще столько много людей, в жилах которых течет королевская кровь. Он думал, что если он сделает это, то его самого лишат значительной части привилегий, на которые он претендовал и надеялся получить».

Мельчор Карлос действительно был занят тем, что занимался выпрашиванием милостей. Вскоре после прибытия в Испанию он поселился на родине своей матери в Трухильоде-Эстремадуре. Он написал внушительный труд под названием «Предки Инки Дона Мельчора Карлоса» с целью утвердить свои притязания на титул Инки и просить у короля привилегий, потому что его дед Паулью служил короне. С согласия короля Филиппа III Мельчору была гарантирована пожизненная пенсия в сумме 7500 дукатов в год, содействие в переезде его жены из Куско в Испанию и рекомендация для посвящения в рыцари ордена Сантьяго. Но король мудро отказал Мельчору в продлении срока владения его поместьями в Перу и запретил ему возвращаться на родину. Окрыленный этим успехом, Мельчор продолжал докучать королю своими последующими ходатайствами. В 1604 году он подал еще одно «солиситуд» (прошение), на этот раз прося удостоить его одеяния рыцаря ордена Сантьяго и испанского титула. В более поздней петиции он умолял позволить ему возвратиться в Перу и предложил, чтобы ему даровали титул адмирала — странная просьба от человека, который единственный раз видел море во время путешествия из Перу в Испанию. Король же продолжал свою политику, держа ненадежного Инку подальше от Перу в Испании. Указ от 1605 года уполномочил королевских чиновников в Куско выдать жене Мельчора Леонор Ариас Карраско 6 тысяч дукатов на переезд и обзаведение домашним хозяйством. Еще 8 тысяч дукатов были выданы ей с той же целью в 1606 году, но бедная женщина, брошенная своим неверным мужем, умерла в 1607 году до отъезда из Перу. К этому времени уже был запущен механизм, чтобы принять Мельчора в члены ордена Сантьяго. В Мадриде и Трухильо были проведены опросы 25 свидетелей-испанцев, большинство из которых раньше жили в Перу. Эта попытка была успешной, и Мельчор стал первым рыцарем ордена Сантьяго, в жилах которого текла кровь перуанских индейцев. Его отец Карлос и дед Паулью могли бы гордиться вместе с ним оказанной ему честью.

В Испании Мельчор Карлос становился все более жалкой фигурой. Слабый, претенциозный человек, он стремился произвести на испанцев впечатление своим богатством и социальным положением. Он растрачивал назначенную ему королем пенсию неэкономно: на слуг, лошадей и приобретения, которые ему были не по средствам. Испанское общество оставалось равнодушным, а Мельчор только уменьшал свой авторитет, расточительствуя и залезая в долги. Единственное, чего он добился, это столь желанного ему рыцарства в ордене Сантьяго, герба, назначения на придворную должность и нескольких амурных побед среди дам мадридского общества. У него уже были незаконнорожденные дети в Куско, и теперь от одной замужней дамы у него родилась дочь, а от другой дамы по имени Мария де Сильва — сын. Внезапно у Мельчора появилась надежда создать династию. Ребенок был признан законным, и в октябре 1610 года ему было спешно разрешено заключить брак с Марией де Сильва. Но было слишком поздно. 4 октября 1610 года в возрасте тридцати девяти лет Мельчор Карлос умер, прежде чем успел пройти церемонию бракосочетания, во время путешествия по Алкала-де-Энарес. В его завещании хвастливо упоминалось, что он содержал девятерых слуг, одного карлика и одного раба; но ни слова не было сказано о его первой жене или о его предках-Инках. Его наследник умер в младенчестве в 1611 году, а его вдова Мария продолжила утомительное занятие подавать ходатайства королю о предоставлении ей привилегий и отбиваться от судебных процессов, возбуждаемых незаконными детьми Мельчора, претендовавшими на его королевскую пенсию. Гарсиласо написал, что Мельчор Карлос умер от тоски.