En cuanto a Rivera, la verdad era que no quería establecer el presidio de San Francisco y tal vez empezaba a sufrir algún tipo de enfermedad mental, pues sus actos comenzaban a ser absurdos e incoherentes. Dos días más tarde se encontró con Anza en el camino. Tras saludarse, Rivera con un simple adiós se despidió de Anza, quien alcanzó a decirle que podía contestar a sus cartas en México. Rivera asintió y continuó cabalgando. Sin embargo, en San Diego, recapacitó y decidió proceder de acuerdo con las órdenes del virrey. El 8 de mayo ordenó a Moraga que estableciera el presidio de San Francisco en el lugar elegido por Anza.
Moraga comenzó a preparar su marcha el 14 de junio de 1777 [54] y salió de Monterrey con su gente el 17, acompañado de los dos franciscanos destinados a la misión, cuya fundación se encontraba suspendida. Diez días más tarde levantaron sus tiendas de campaña junto al arroyo de los Dolores, donde Moraga había plantado sus semillas de maíz. Al llegar el San Carlos, que se había atrasado debido a vientos adversos, desembarcaron los carpinteros y ayudados por los marineros se procedió a levantar el presidio de forma cuadrada, según un plano trazado por Cañizares. Levantaron la casa del comandante, la capilla, la bodega y las casas para los soldados, y el 17 de septiembre de 1777 se inauguraba el presidio con una misa solemne, descargas de artillería y repiques de campana, acompañados del canto del Te Deum.
Después de fundar la misión, Moraga envió otra vez a sus carpinteros y marineros a tierra, esta vez para levantar una iglesia que el 4 de octubre estaba lista, construida enteramente de madera y revestida de barro. Pero los misioneros no celebraron oficialmente su inauguración, pues Moraga se encontraba ausente, y esta tuvo lugar finalmente el 9 de octubre de 1777.
Moraga también decidió explorar la costa y luego cruzó los cerros de la contracosta y llegó hasta divisar el valle central de California, una planicie tan vasta que el horizonte hacia el este le pareció como el del mar. Estaba viendo uno de los lugares más feraces del mundo, destinado a un futuro tan brillante como no podía ni siquiera imaginar.
Al sur, fray Junípero Serra salió con dos frailes y diez soldados para fundar la misión San Juan Capistrano, suspendida desde el ataque indio San Diego. La cruz plantada por Ortega seguía en pié, por lo que se desenterraron las campanas que, una vez colgadas, llamaron a la primera misa. La nueva misión quedó a cargo de dos franciscanos vascos: Pablo Mugartegui y Gregorio Amurrio, y desde el comienzo recibió un trato muy favorable por parte de los indios, que acudieron a establecerse en gran número.
En cuanto a Moraga, llegó el 7 de enero de 1778 con sus soldados, colonos, familias y arrieros, con los que acampó en las márgenes del Guadalupe. Una vez levantada la cruz, se construyó un altar bajo un improvisado techo de ramas y el 12 de enero se cantó la primera misa de la nueva misión. Una semana más tarde, dejando una escolta de siete soldados, Moraga volvía a su cuartel en San Francisco.
El 3 de febrero Felipe de Neve, nuevo gobernador de las Californias, llegaba a Monterrey para establecer allí la nueva capital del territorio. Su nombramiento era el final de la primera fase de la California española.
Desde que Gaspar de Portolá alcanzase San Diego en 1769, el Ejército de España había fundado tres presidios —en San Diego, Monterrey y San Francisco— y ocho misiones. Sus jinetes habían explorado miles de kilómetros cuadrados de territorio desconocido y abierto dos nuevas rutas a la Alta California desde el interior de México. Además de esto habían protegido a las misiones; llevado correos y provisiones; combatido contra los indios, y sufrido enormes privaciones por la falta de comida, ropa y el equipo necesario para llevar una vida decente. Pero el resultado de su tenacidad y esfuerzo estaba a la vista del nuevo gobernador. Todo el territorio desde el cabo San Lucas en Baja California hasta la bahía de San Francisco, estaba bajo soberanía española, y eso en menos de diez años.