Победа у Акультсинго еще более укрепила Лоренсеза в мнении, что мексиканцы не способны оказать его войскам серьезного сопротивления. Теперь это мнение разделяла вся французская армия, бодро шагавшая по направлению к Пуэбле.
4 мая Лоренсез вошел в селение Амосок, расположенное в четырнадцати километрах от Пуэблы. Здесь поджидавшие его агенты Альмонте сообщили ему, что генерал Сарагоса сконцентрировал свои войска в городе, где решил дать бой французам.
В городе были выстроены баррикады, многочисленные церкви превращены в крепости. На подступах к городу вырыты рвы, окопы. С северной стороны преграждали дорогу французам укрепления, возведенные на холмах Гуадалупе и Лорето. Холм Гуадалупе венчался одноименным монастырем, толстые стены которого могли выдержать длительную осаду. На расстоянии тысячи метров от него, несколько ниже, был расположен форт Лорето. На защиту этих фортов Сарагоса направил 1200 бойцов под командованием генерала Негрете. 3100 солдат, которыми командовали генералы Берриосабаль, Диас и Ламадрид, защищали Пуэблу с юга. Артиллерией командовал генерал Сантьяго Тапия.
Накануне штурма Пуэблы де Салиньи заверял генерала Лоренсеза: «Как только наши войска подойдут к городу, появится Маркес, всякое сопротивление прекратится, баррикады падут как по мановению жезла. Вы войдете в город под дождем из цветов к посрамлению Сарагосы и его головорезов». Но, несмотря на свой оптимизм, даже де Салиньи счел нужным предупредить Лоренсеза, что было бы надежнее штурмовать город не со стороны неприступных фортов Гуадалупе и Лорето, а с юга, защищенного только окопами да уличными баррикадами.
Это был разумный совет, тем более что во время гражданских войн Пуэблу никто не брал с севера, а только с юга. Но Лоренсез не мог последовать ему: чтобы перебросить свои войска к южным воротам города, ему пришлось бы оставить у северных ворот весь свой обоз, который не мог следовать за войсками из-за отсутствия дорог. Единственная дорога пересекала город с севера на юг. Оторваться же от своего обоза Лоренсез опасался: ведь обозом могли завладеть мексиканцы, устроив вылазку с той же северной стороны. Французский главнокомандующий решил взять штурмом Гуадалупе и Лорето. Он надеялся это сделать на следующий день, 5 мая 1862 года. Прощаясь с офицерами своего штаба, генерал Лоренсез изрек: «До завтра, господа, до встречи на высотах Гуадалупе!»
В 7 часов утра 5 Мая французские войска покинули Амосок и четыре часа спустя заняли исходные позиции перед Гуадалупе и Лорето. Лоренсез выстроил две колонны войск по флангам холма Гуадалупе, в центре же установил десять батарей, которые с двухкилометровой дистанции приступили к артиллерийскому обстрелу мексиканских укреплений. Канонада продолжалась 45 минут, но ни один из снарядов не долетел до цели: слишком велико было расстояние. Лоренсез приказал приблизить батареи к позициям мексиканцев. Попадание от этого не улучшилось, ибо каменистая местность не позволяла надлежащим образом установить орудия. Канонада продолжалась еще час. Французы израсходовали половину своих снарядов, так и не причинив никакого вреда противнику.
Заметив, что мексиканцы перебрасывают с южной стороны на северную свою кавалерию, Лоренсез прекратил бесполезную артиллерийскую пальбу и отдал приказ войскам начать штурм Гуадалупе и Лорето. Зуавы смело полезли вверх и, несмотря на сильный огонь противника, почти добрались до вершины Гуадалупе. Там их встретил батальон индейцев и штыковой атакой сбросил в сторону Лорето, где они очутились под перекрестным огнем мексиканских орудий.
Тем временем к Пуэбле подошли первые французские резервы, их атаковала и окружила мексиканская кавалерия. Только прибытие новых подкреплений позволило Лоренсезу отбить атаку мексиканцев и спасти своих солдат от угрожавшего им поражения. Французский командующий попытался было перегруппировать основательно потрепанные войска для нового штурма Гуадалупе и Лорето, когда внезапно, как часто случается в тропиках, разверзлись хляби небесные и хлынул ливень с градом, быстро превративший поле боя в страшное месиво. Зуавы мгновенно промокли до нитки. Продолжать в таких условиях сражение было бессмысленно. Лоренсез понял это и в пять часов пополудни отдал приказ к отступлению.
Французов по пятам преследовала кавалерия Диаса. Но мексиканцы не рискнули ввязаться с противником в новое сражение. Несмотря на поражение, французы все еще представляли собой грозную силу. В любой момент они могли вернуться и вновь пойти штурмом на героический город. Взвесив все «за» и «против», генерал Сарагоса приказал Диасу прекратить преследование и вернуться в Пуэблу.