Хотя погода в это время года стояла превосходная, солнце показывалось лишь к середине дня. С шести до девяти часов утра густой туман укутывал местность, особенно в ее гористой части. Приказав атаковать Сепульведу в шесть часов утра, Наполеон рассчитывал завладеть этой вспомогательной позицией к девяти, когда колонна, отправленная к Сомосьерре, доберется до вершины перешейка. Таким образом, он рассчитывал благодаря туману добраться до ущелья незамеченным и начать бой наверху, когда он уже закончится внизу.
Наутро посланная к Сепульведе колонна едва успела к ней подойти. Три тысячи человек, которым назначалось оборонять ее, в беспорядке разбежались, устремившись к Сеговии, на соединение с другими беглецами маркиза Бельведера.
Колонна, взбиравшаяся по склонам Сомосьерры, незамеченной подобралась совсем близко к позициям неприятеля. Внезапно туман рассеялся, и испанцы немало удивились, обнаружив, что их атакуют и справа, и слева. Теснимые с позиции на позицию, они слабо защищали оба склона. Но основная часть их соединения находилась на самой дороге, прикрытая шестнадцатью орудиями, которые вели смертоносный огонь по двигавшейся колонне. Желая показать солдатам, что, имея дело с испанцами, следует пренебрегать опасностью и идти напролом, Наполеон приказал гвардейской кавалерии галопом смести всё на своем пути. Генерал Монбрен, блестящий кавалерийский офицер, двинулся вперед во главе польской легкой кавалерии — молодого элитного войска, которое Наполеон сформировал в Варшаве, дабы в его гвардии были представлены все нации и все мундиры. С этими молодыми храбрецами генерал Монбрен галопом устремился на батарею испанцев, навстречу ужасающему ружейному и картечному огню. Первый эскадрон рассеялся, потеряв тридцать-сорок всадников, но следующие за ним эскадроны, перепрыгивая через раненых, добрались до батареи, порубили саблями артиллеристов и захватили все шестнадцать орудий. Остальная кавалерия устремилась вдогонку за испанцами за перевал и спустилась вслед за ними на обратный склон Гвадаррамы. Напрасно доблестный Сан-Хуан, получивший несколько ранений и весь залитый кровью, пытался удержать своих солдат. Как в Эспиносе и в Туделе, они обратились в беспорядочное бегство. Французы захватили знамена, артиллерию, двести ящиков с боеприпасами и почти всех офицеров.
К вечеру вся кавалерия вместе со штаб-квартирой прибыла в Буйтраго. Наполеон поспешил выдвинуть ее к воротам Мадрида и перебраться туда сам, чтобы попытаться взять великую столицу, употребив одновременно и убеждение, и силу, ибо желал избавить ее от ужасов взятия штурмом.
При известии о взятии Сомосьерры безумная самонадеянность испанцев внезапно испарилась и хунта поспешила перебраться из Аранхуэса в Бадахос. Удаляясь, она заявила о. решении подготовить на юге полуострова средства сопротивления, о силе которых, говорила она, достаточно свидетельствовал Байлен. Тем не менее хунта все-таки попыталась отстоять Мадрид. Непримиримая и анархическая часть населения также хотела этого, требуя уничтожения всякого, кто посмеет говорить о капитуляции. Временная хунта, в которой заседали люди самого разного сорта, поручила Томасу де Морле и маркизу де Кастеллару организовать оборону столицы. В Мадриде оставалось 3—4 тысячи солдат регулярных войск, но к ним присоединились фанатики, как городские, так и сельские, которые требовали и получили оружие, бесполезное, впрочем, в их руках для спасения столицы и представляющее угрозу только всем честным людям. Жители столицы под руководством военных наспех проделали некоторые приготовления к защите города. В Мадриде отсутствовали фортификации, его окружала простая стена без бастионов и земляных укреплений. В этой городской стене проделали бойницы, забаррикадировали ворота и разместили там пушки. Особенно позаботились укрепить таким образом ворота Алькалы и Аточи, выходившие на большую дорогу, по которой должны были подойти французы. Позади ворот вырыли рвы, а на прилегающих улицах возвели баррикады.
Напротив ворот Алькалы и Аточи возвышаются замок и парк Буэн-Ретиро, отделенные от города знаменитым променадом Прадо. В крепостной стене Ретиро проделали бойницы, насыпали несколько валов, притащили пушки и разместили там в качестве гарнизона толпу фанатиков, способных скорее опустошить замок, нежели защитить.
Женщины наравне с мужчинами выбирали булыжники из мостовых и поднимали их на крыши домов, чтобы закидывать ими осаждающих. День и ночь звонили в колокола, дабы население не теряло бдительность. Герцог Инфантадо тайно покинул Мадрид, чтобы найти армию Кастаньоса и привести ее к столице.