W marcu 1823 roku Cochrane objął dowództwo kolejnej małej floty kolejnego południowoamerykańskiego kraju walczącego o niepodległość: Brazylii. Wziął udział w skutecznym wyparciu Portugalczyków z terenów Bahii, zwyciężając w bitwie morskiej 4 maja 1823 roku. Następnie, po raz kolejny działając w sposób niesubordynowany, ale skuteczny zmusił Portugalczyków do opuszczenia Maranhão i Pará. Za jego zasługi cesarz Piotr I wyróżnił go tytułem markiza Maranhão. W 1824 roku wziął udział w ekspedycji na północ kraju, celem stłumienia republikańskiego powstania w Pernambuco. Ale w Brazylii również ujawnił się trudny charakter Cochrane'a, który żądał wynagrodzenia w pieniądzu za swoje zdobycze i twierdził, że brazylijscy notable spiskują przeciwko niemu. Ostatecznie skończyło się to porzuceniem służby i powrotem w listopadzie 1825 roku do Wielkiej Brytanii na pokładzie przejętej brazylijskiej fregaty.