Thành Hà Nội là một thành lũy kiên cố, được xây 70 năm trước từ thời vua Gia Long. Thành có hình chữ nhật, mỗi chiều dài chừng nửa dặm, tường thành xây bằng đất, được gia cố thêm bằng gạch, thành có 5 cửa, trấn bởi hai tháp canh. Bao quanh thành là một hào nước rộng, mỗi cửa được nối với bên ngoài bằng một cây cầu, nhưng các cầu này không phải là cầu treo, nên con hào này không có tác dụng ngăn cản. Trong thành đóng một số lượng khá lớn binh lính, nhưng họ được trang bị rất tệ hại, đa phần là gươm và giáo, một số ít được trang bị súng hỏa mai, nhưng không được huấn luyện để sử dụng. Trên mặt thành đây đó có đặt súng thần công, nhưng chúng lại là của hiếm, đến mức chúng được bố trí không phải để phát huy hỏa lực, mà là để tránh khỏi bị nước mưa làm hư hại[4].

Về phía Pháp, Garnier chuyển quân ra bắc thành hai đợt, đợt đầu 83 lính, đợt hai thêm 88 lính và hai pháo thuyền[5] (kể cả số thủy thủ và thủy binh). Tới ngày 5 tháng 11 ông ta đã đến Hà Nội trên tàu hơi nước của Dupuis, do Dupuis đi đón dọc đường. Cộng với thuộc hạ của Dupuis, gồm có 10 người Âu, 30 người Á, 150 lính đánh thuê Vân Nam và một số lính Cờ vàng, Garnier chuẩn bị đánh chiếm thành Hà Nội sau khi nhận thấy các yêu sách của mình không đe dọa được Nguyễn Tri Phương.

Ngoài ra, trong ngày 18 tháng 11, một đầu lĩnh của nhà Hậu Lê tàn dư ở vùng Thanh Hóa đến gặp Dupuis tình nguyện làm nội ứng trong thành Hà Nội để ám sát Nguyễn Tri Phương, và đặt 2.000 thuộc hạ nằm vùng tại Hà Nội dưới quyền sử dụng của J.Dupuis và F.Garnier [6].