По сведениям, доставленным офицерами, которым удалось избежать плена, китайская армия силой от 20 до 30 тысяч бойцов занимала позицию, имевшую форму подковы, протяжение которой по фронту доходило от 6 до 7 верст. Действительно это огромное полукружие было занято маньчжурской конницей, которая должна была охватить и раздавить союзников при наступлении их к деревне Чжанцзявань. Левый фланг маньчжурской конницы упирался в Байюньхэ и в деревню Люцан, занятую китайской пехотой; правый фланг стоял открыто на равнине. Остальная часть пехоты занимала деревни Леост и Гуацунь, прикрывая собой в случае необходимости отступление конницы. 84 орудия были поставлены к югу от деревни Леост растянутой линией (в семи батареях), позади которой также стояла маньчжурская конница. Батарея в 18 орудий занимала позицию на возвышенной местности, немного позади расположения конницы, у деревни Гуацунь. Фасы этой последней батареи, составляя прямые углы с полукружием расположения войск, доставляли фланговую оборону обеим половинам китайской позиции. По плану сражения решающая роль принадлежала коннице, остальные же роды оружия должны были только способствовать ее успеху.
В то время как китайская армия была совершенно готова к встрече, союзная армия только выступила в 6 часов утра из Мадао с целью занять биваки близ Чжанцзявань, что и было условлено с принцем Цай. После двух часов марша английские войска, шедшие во главе колонны, заметили перед собой конную сторожевую цепь; кроме того, местами были видны столбы пыли, вероятно, поднятые конницей. Было уже 8 часов, когда возвратившиеся парламентеры привезли известие о намерении китайцев устроить засаду. По получении этих сведений генерал Монтобан предложил сэру Гранту не откладывая атаковать китайцев и занять Тунчжао. Генерал Грант, однако, не согласился начать бой до прибытия остальных парламентеров, полагая, что немедленная атака может подвергнуть их жизни серьезной опасности. В ожидании прибытия парламентеров генерал Грант остановил свои войска на равнине у дороги в деревню Гуацунь, против центра расположения китайских войск; а генерал Монтобан стал в 2 верстах правее, фронтом к деревне Люцан. Таким образом союзная армия имела два фронта: французская была обращена к северу, а английская – на северо-запад. На левом фланге английских войск были поставлены уступами три эскадрона кавалерии, прикрытые с фронта конными стрелками; английская пехота стала правее и несколько позади своей кавалерии. Правый фланг английской пехоты упирался в дорогу, шедшую к деревне Гуацунь. В виду недостатка кавалерии при французских войсках генерал Грант отделил в распоряжение французского главнокомандующего один эскадрон сейков полка Фэния.
Генерал Монтобан поставил 4-фунтовую батарею против деревни Люцан, прикрыв ее цепью стрелков, рассыпанных впереди. На правом фланге были поставлены конно-егеря, спаги и эскадрон сейков; начальство над ними было поручено английскому полковнику Фоллею, состоявшему при штабе французской армии. Обозам обеих армий под прикрытием арьергарда приказано было собраться у деревни Уциин, через которую только что прошли англо-французы. В 10 часов утра уже стало ясно по расположению и движению китайских войск, что они намерены окружить своих врагов; вслед затем были получены известия, что китайские солдаты стреляли по парламентерам, и некоторые из них даже схвачены в Тунчжао по распоряжению китайских властей. Дальнейшее промедление становилось опасным и не могло принести никакой пользы парламентерам, вследствие чего главнокомандующие решили атаковать неприятеля. Общая идея боя заключалась в одновременном нападении на оба фланга китайской позиции, как на самые слабые пункты. Ввиду малочисленности союзных войск и растянутости неприятельской позиции обе армии должны были действовать в двух отдельных массах: французы атаковали левый фланг, а англичане – правый.
Распоряжения генерала Гранта состояли в следующем: 9-фунтовой батарее под прикрытием драгун занять позицию на небольшой высоте, расположенной на правом фланге англичан. 99-му полку под прикрытием огня двух 9-фунтовых орудий наступать по дороге к деревне, находившейся перед фронтом. Батарее орудий Армстронга под прикрытием 15-го Пенджабского полка встать на позицию на левом фланге расположения войск. Отряду в составе 2-го королевского полка, 6-фунтовой батареи и всей кавалерии, под командою генерала Митчелла двинуться в обход правого фланга неприятеля. В скором времени артиллерийский огонь англичан начал оказывать свое действие. На левом фланге дело началось с атаки драгун и сейков; они двинулись поэскадронно уступами против маньчжурской кавалерии, старавшейся окружить англичан с левого фланга и с тыла. От такого стремительного и внезапного натиска противника маньчжурская конница пришла в замешательство и быстро ускакала с поля сражения. Успех первой атаки имел важное влияние на дальнейший ход боя, так как вследствие отсутствия неприятельской кавалерии пехота и артиллерия атакующего могли свободнее двигаться на равнине.