בסוף ספטמבר החלו קרבות כבדים על השליטה בשטח הגבוה שמצפה על הנמל. סוללות החוף הרפובליקניות החליפו אש עם ספינות חיל הים המלכותי שבמהלכן ספינת ההמ"ס "פרינסיס רויאל" ספגה נפגעים כבדים בהתפוצצות תחמושת, וב-30 בספטמבר חיילים רפובליקנים תחת פיקודו של קפטן נפוליאון בונפרטה כבשו את גבעת פרון, רק כדי להדחוף אותה למחרת על ידי כוח משולב של חיילים בריטים, ספרדים, נאפוליים וסרדינים תחת פיקודו של הלורד מולגרייב. בתחילת אוקטובר, חיזוק נאפוליטי עודד סדרה של תקיפות מוצלחות על הגבהים הרפובליקניים, אך מאוחר יותר בחודש הוד ולנגרה הייתה מחלוקת רצינית על פיקוד המצור, כאשר לנגרה הלכה עד כדי איום על ספינת הדגל של הוד "ויקטוריה" לפני שבסופו של דבר נסוגה. בסוף החודש, בעלות הברית גייסו יותר מ - 16,000 איש, כולל 6,000 חיילים ספרדים. התרומה הבריטית הייתה מעט יותר מ-2,000 איש, שהופחתו על ידי התחייבויות הצי המלכותי במקומות אחרים בים התיכון. ציפו מגנואה לגוף משמעותי של תגבורת אוסטרית, אך הם נמנעו מלהתחיל על ידי שילוב של חוסר פשרה אוסטרי וזעם גנואי על הפרת הנייטרליות הבריטית במהלך הפעולה של 5 באוקטובר 1793. כל כך מעט היו הכוחות של בעלות הברית שהוד שכר 1,500 שכירי חרב מפרטי האבירים של מלטה, אף על פי שהם לא הגיעו לפני סיום המצור. הכוחות הרפובליקנים גדלו במהירות בתקופה זו, כאשר תגבורות שוחררו עם סיום המצור על ליון
הגיע למצור בטולון, הצבא הרפובליקני גייס כ 33,000 חיילים תחת פיקודו של הגנרל ז'אק פרנסואה דוגומייה.