
Deixando em Peniche os soldados doentes e feridos e 3 navios para assegurar uma eventual retirada, o General Sir John Norris, D. António de Portugal e o conde de Essex iniciaram a marcha para Lisboa com menos de 6.000 homens e 44 cavaleiros, mas desprovidos de artilharia. Essex e o Coronel Sir Roger Williams comandavam a vanguarda, enquanto D. António e o seu filho viajaram na retaguarda da formação protegidos pela cavalaria. Sob um sol escaldante de Primavera, demoraram 6 dias para percorrer os 80 km de caminho sinuoso até Lisboa. No dia 28 de Maio, D. António e as tropas inglesas chegaram à Lourinhã, enquanto as tropas espanholas se retiraram de Torres Vedras para Enxara dos Cavaleiros, mantendo somente uns cavaleiros "sempre à vista do inimigo" e enviando batedores por "todas partes". A estratégia defensiva das forças ocupantes espanholas era prudente, deixando o inimigo desgastar-se na marcha para Lisboa e envolvendo o mínimo de confrontos.

No dia 31, o campo espanhol transfere-se para as imediações da ponte de Alcântara, prevendo a eventual subida do Tejo pelos navios de Drake, enquanto as religiososas dos conventos extra-muros da Esperança, Odivelas e Santos-o-Novo são acolhidas em Lisboa, bem como a população residente nas numerosas quintas dos arrabaldes. O pavor dos invasores hereges levou algumas religiosas a regressarem a casa das respectivas famílias, enquanto outras provocaram escândalo ao refugiarem-se nas celas e nos dormitórios dos frades no mosteiro de São Francisco, dando lugar a boatos maliciosos e à perturbação dos ofícios religosos.
Simultaneamente, um piloto português desembarcado do Revenge, navio de Drake, convenceu a população local a acolher os invasores e apoiar D. António na sua luta pelo trono português. O alcaide espanhol da fortaleza de Cascais rendeu-se devido às notícias comunicadas pelo seu capelão (padre do convento de Santo António do Estoril) e depois de Drake ter comunicado que Lisboa também se entregara. O desafortunado alcaide espanhol retirou-se num barco a remos e a sua guarnição abandonou a fortaleza, apenas para mais tarde ser sentenciado à morte por traição e executado em praça pública na Ribeira de Lisboa.

No Tejo,as defesas a ultrapassar pela armada consistiam na esquadra de 12 galés de D. Alonso de Bázán (irmão do falecido Marquês de Santa Cruz, idealizador da "Invencível" Armada de 1588 e falecido em Lisboa no início desse ano), a fortaleza de São Julião da Barra substancialmente ampliada e a plataforma de artilharia erguida no areal da Cabeça Seca (Bugio).

Na mesma noite em que as forças de Drake tomaram a fortaleza de Cascais, este soube da chegada do General Norris e de D. António aos subúrbios de Lisboa.
O Inimigo às Portas de Lisboa: o breve cerco da capital

Na tarde seguinte, após um breve reconhecimento dos bairros abandonados nos arrabaldes da capital, as tropas inglesas entricheiraram-se no casario entre os Moínhos de Vento (actual Rua da Escola Politécnica/Príncipe Real) e em Santa Catarina até à Esperança e Boavista, tomando posição estratégica no alto de uma das colinas de Lisboa facilmente defensável dominando grande parte da cidade e beneficiando de bons alojamentos, situando-se numa zona de eleição da nobreza com diversas quintas e solares. O General Norris estabeleceu o quartel-general improvisado na quinta dos Soares da Cotovia (actual R. da Escola Politécnica, onde hoje se ergue o edifício da Imprensa Nacional). Porém, os defensores espanhóis mantiveram os invasores debaixo de mira e os alojamentos ingleses foram alvo dos tiros da artilharia do castelo de São Jorge no lado oposto do vale, cujos disparos foram recebidos com aplausos e demonstrações de desprezo pelos sitiantes. Um dos tiros atingiu em cheio o quartel-general inglês "salpicando" D. António de cal e pedras, obrigando-o a escolher refúgio seguro mais abaixo, na Calçada do Combro.
Em São Roque e em Santa Catarina ocorreram os combates mais intensos na tentativa de assalto das tropas inglesas à capital. Actualmente, algumas ruínas da muralha medieval de Lisboa contíguas às antigas Portas de Santa Catarina encontram-se preservadas (actual Espaço Chiado, próximo do Teatro da Trindade).
Na madrugada de 3 de Junho, com apenas 200 portugueses reunidos a D. António desde o o desembarque em Peniche, o General Norris inicou o ataque aos muros da capital com uma incursão na igreja do Loreto no Bairro Alto, contígua à muralha fernandina. Aproveitando a baixa-mar, as tropas inglesas aproximaram-se da parte mais vulnerável da muralha na sua extremidade à beira-rio, enconstada ao imponente palácio dos Corte-Reais (ao Corpo Santo, e destruído no terramoto de 1755), propriedade do controverso D. Cristóvão de Moura. O assalto foi impedido, ironicamente, pela pequena nau espanhola María San Juan, única sobrevivente da "Invencível Armada" regressada a Lisboa, cujos tripulantes bascos puderam assim vingar a derrota do ano anterior, desencadeando um potente fogo de barragem juntamente com as galés.
Pouco depois do meio-dia, aproveitando a chegada de 500 soldados veteranos das guarnições do Porto, as forças espanholas dividiram o contra-ataque em duas frentes: pelas portas de Santo Antão saíram 500 arcabuzeiros e "piqueiros" apoiados por 3 companhias de cavalaria, que subiram a encosta da Anunciada ao longo da muralha até São Roque (actual Largo de São Roque ou da Misericórdia), enquanto um contingente de 200 "atiradores" ganhou o interior da igreja do Loreto, onde os ingleses que já tinham a porta da mesma arrombada foram repelidos pelos mosqueteiros no telhado, nas varandas e janelas da igreja de São Roque.
A luta ao redor da quinta da Cotovia (posteriormente Colégio dos Nobres e actual Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, onde ainda se encontra sepultado um importante oficial naval português contemporâneo do Prior do Crato, Fernão Teles de Meneses) revelou-se mais encarniçada, envolvendo-se as forças em luta corpo-a-corpo, depois de os espanhóis, aos gritos de "Viva elRey Dom Antonio" terem momentaneamente confundido as tropas inglesas. Desalojadas as trincheiras inglesas, a cavalaria espanhola carregou, mas as ruas estreitas limitaram as suas manobras e sofreram fogo dos atirados inimigos situados nas janelas do casario, forçando os cavaleiros a retirar com algumas baixas e atropelando a própria infantaria. Foi necessário o reforço de 200 arcabuzeiros e 50 "piqueiros" para cobrir a sua retirada. A intensidade do contra-ataque inglês, aproveitando a retirada da cavalaria espanhola trouxe os combatentes de ambos os lados envoltos de volta às Portas de Santa Catarina (actual Largo de Camões), frente às quais o conde de Essex desafiou a guarnição defensora a sair e combater. Após este breve mas intenso ocombate, ambos os lados contaram cerca de 40 mortos, entre os quais vários oficiais. Os ingleses enterraram um dos seus capitães em Santa Catarina com muitas cerimónias, enquanto os feridos espanhóis foram transportados para o Hospital Real de Todos os Santos (actual Praça da Figueira).
Contudo, durante esta acção a armada de Drake mantivera-se bem longe, não subindo o Tejo para o encontro combinado com as forças de Norris em Lisboa. Sem este apoio, a situação das tropas inglesas rapidamente se tornou insustentável. O General Norris levantou campo ao final da tarde de doingo dia 4 de Junho e retirou-se furtivamente de madrugada deixando várias fogueiras acesas para iludir os sitiados. Sem o esperado apoio popular e face aos reforço constante da cidade pelas forças espanholas através do Rio Tejo, os comandante ingleses decidiram não arriscar e prosseguiram ao reencontro de ambos em Cascais para decidirem os próximos objectivos.
Para D. António, este foi um efémero e amargo regresso, esfumando-se as esperanças de uma sublevação que o ajudaria a recuperar o trono de Portugal. Filipe II de Espanha (I de Portugal) impedira com sucesso a capital portuguesa de receber o "pobre rei" português exilado, "sem a qual (cidade) o mesmo se encontra arruinado", nas palavras de um dos participantes da expedição inglesa.