oddziały ponownie zaokrętowano i flota obrała kurs na Barcelonę, w pobliżu której pojawiła się 16 sierpnia.
Barcelona posiadała umocnienia obronne, z których najsilniejszym była górująca nad miastem twierdza Montjuïc. Ponieważ port dostępny był tylko dla niewielkich jednostek, dlatego atak od strony morza skazany był na niepowodzenie. Obroną miasta dowodził Francisco Antonio Fernández de Velasco y Tovar, który dysponował pięcioma tysiącami żołnierzy.
Na czele wojsk alianckich stanęli książę Hessen-Darmstadt oraz hrabia Peterborough. Dysponowali oni siłami składającymi się z 8 tysięcy żołnierzy piechoty i 200 dragonów, a także kilkuset marynarzy. Oddziały te wsparło kilka tysięcy partyzantów katalońskich (tzw. miquelet). Mimo początkowych sporów o sens oblegania Barcelony, 24 sierpnia ostatecznie porozumiano się w tej sprawie i po wyokrętowaniu wojsk alianci zajęli stanowiska wokół miasta.
13 września ich siły przeprowadziły atak na twierdzę Montjuïc. W trakcie walk poniesiono znaczne straty (m.in. zginął ks. Hessen-Darmstadt), lecz 17 września obrońcy twierdzy poddali się, oddając tym samym w ręce aliantów silny punkt zaczepny, gdzie ulokowano 4 baterie artylerii. 27 września rozpoczęto ostrzał bastionu St. Antonius z 30 dział, które po kilku dniach dokonały poważnych wyłomów w murze.