El 2 de mayo de 1866, a las once y quince de la mañana, la escuadra española, tendida en una línea en forma de V, se acercó desafiante al puerto de El Callao. A la derecha, al sur del Callao, estaba la Numancia, seguida por las fragatas Almansa y Resolución. El sector de la izquierda o del norte, estaba formado por las fragatas Villa de Madrid, Berenguela y Blanca. La corbeta Vencedora era el punto de intersección de la piramide. Los barcos mas pequeños se situaron atras. Eran, en conjunto, la escuadra mas formidable que había navegado las aguas del Pacífico americano.

La ciudad del Callao lucía embanderada, había sido abandonada por todos aquellos que no eran combatientes. El General Buendía había agrupado varios batallones para impedir un posible desembarco español. Entre El Callao y Bellavista se concentraban los bomberos limeños y chalacos. Cerca de allí, los bomberos italianos, franceses, ingleses yalemanes portaban sus respectivas banderas nacionales. En el sector sur del Callao se preparon las defensas desde la torre de La Merced, el fuerte de Santa Rosa y la batería Chalaca, improvisada en 24 horas por una multitud. En la zona de la 'mar brava' se erigió la batería Zepita para evitar un posible desembarco. La línea del norte, al mando del coronel José Joaquín Inclan, estaba formada por el fuerte Ayacucho, la batería Independencia. En el centro se hallaban los barcos peruanos Loa, Victoria, Tumbes, Sachaca y Colón, de poca o nula fuerza militar. Las fuerzas peruanas contaban apenas con 45 piezas de artillería contra 245 cañones españoles.

La participación extranjera en el combate fue muy importante porque se unieron en defensa del territorio peruano, soldados ecuatorianos, chilenos, bolivianos y hasta mexicanos, cuyos intereses también estaban en juego.
El Secretario de Guerra, José Galvez, se posicionó en la torre de La Merced para dirigir el combate.