Entre 1868 y 1869, participó en la campaña contra España. Al terminar esta guerra sirvió en La Frontera, participando de diversos combates, haciendo gala a sus cualidades de comandante.

El 13 de abril de 1879 con el grado de sargento mayor, es llamado para integrar el Ejército que debía marchar al teatro de operaciones del norte. Se le nombra segundo comandante del regimiento de zapadores y asciende al grado de teniente coronel. En Antofagasta fue un  valioso asesor del Comandante en Jefe, enseñando a los reclutas la modalidad de formación dispersa o de guerrillas. El 2 de noviembre de 1879 al mando de la brigada de zapadores tuvo una actuación sobresaliente en el desembarco, asalto y toma de Pisagua. Al son de la corneta,  guió sus tropas a la victoria, conquistando la cabeza de playa que permitió el posterior empleo del Ejército en el Departamento de Tarapacá. Es herido de muerte en la batalla de Tacna el 26 de mayo de 1880. De Santa Cruz, escribió Vicuña Mackenna, “En el alto de Tacna cayó el primero de entre los primeros, Ricardo Santa Cruz, adalid de 33 años que, como Ramón  Freire en Maipo, mandó  a tan temprana edad uno de nuestros más aguerridos regimientos”.