ووصل الأسطول الجزائري يوم ٤ أيار (مايو) وهو يحمل المدفعية والمواد التموينية، ونصب الجزائريون مدافعهم في مرابض مناسبة، وشرعوا بقصف تحصينات (المرسى الكبير) وقلاعه من البر والبحر. وقام المسلمون بالهجوم على القلاع خمس مرات متتالية يومي ٥ و٦ أيار (مايو) غير أن الحامية الإسبانية التي تلقت دعما من حامية وهران استطاعت الصمود لهذه الهجمات وتمكنت من إحباطها. وفي يوم ٨ أيار (مايو) قاد حسان خير الدين الهجوم بنفسه ضد قلاع المرسى الكبير، وتمكن من رفع العلم الجزائري فوق ثغرة في مراكز الدفاع. واندفع منها إلى الداخل، لكنه أصيب بجرح في رأسه، ولم يتمكن الجيش من اجتياز الثغرة، فاضطر حسان ورجاله إلى الانسحاب. ووجه المسلمون بعد ذلك هجومهم إلى (حصن سان ميشال) الذي دافعت عنه الحامية الإسبانية بعناد وضراوة. غير أن نيران القوات الجزائرية أرغمتها على الانسحاب من تحصيناتها والانضمام إلى الحامية المدافعة عن القلعة. ووجه المجاهدون نيران مدفعيتهم نحو جدران القلعة الرئيسية، واستمر قصفها طوال (٢٤) ساعة، وأمكن تدمير الكثير منها، غير أن رجال الحامية الإسبانية كانوا يرممون بالليل ما تحدثه مدافع المسلمين من تدمير في النهار.
وفي يوم ٩ أيار (مايو) كانت المدفعية الجزائرية قد دمرت حصون الناحية الغربية تدميرا تاما تقريبا، فأرسل (حسان) من جديد طلبا إلى (المركيز مارتان) بتسليم المدينة، فأجابه:(بما أن الحصون قد تحطمت فما الذي يمنعك عن اقتحام المدينة؟). وعندها أمر حسان بالهجوم العام، واستبسل الإسبان في الدفاع عن بقايا الحصون والجدران والخرائب، وتمكن الجزائريون خلال ذلك من احتلال حصن جنوة، ورفع أعلامهم فوق السور، لكنهم لم يستطيعوا الثبات