No dia 15 de março de 1560, no interior da Baía de Guanabara, 120 franceses e 800 nativos tupinambás resistiram ao ataque de embarcações portuguesas compostas, aproximadamente, por 120 lusitanos e 140 indígenas (tupinambás da Bahia, tupiniquins de São Vicente e maracajás do Espírito Santo) que pretendiam assim tomar o domínio da região. A presença dos franceses no atual Rio de Janeiro foi motivada pelo seu interesse em estabelecer uma colônia nessa região, a França Antártica. Nela, pretendiam garantir a exploração de pau-brasil e conseguir um espaço para os protestantes franceses exercerem livremente sua fé. Eles e seus aliados tupinambás encontravam-se protegidos em uma fortificação denominada Coligny, que  terminou sendo destruída pelos lusitanos após vencerem o conflito.

Os franceses enfrentaram uma esquadra liderada pelo governador geral Mem de Sá, que estava na Bahia envolvido em conflitos com índios resistentes. Ele partiu em direção ao Sul no dia 16 de janeiro de 1560 acompanhado de dez embarcações. Um dos oficiais desta tropa foi seu “sobrinho” Estácio de Sá (na verdade um primo de distante grau), que nos anos seguintes, teria importante participação no processo de conquista do Rio de Janeiro. O governador passou por diferentes capitanias recrutando pessoas para a batalha. Em Ilhéus, conheceu João Cointa, um francês que havia participado inicialmente do projeto da França Antártica, mas desertou após conviver com a rígida disciplina implementada pelo comandante Villegagnon. Como Cointa esteve presente no forte Coligny e estava disposto a fornecer informações estratégicas aos portugueses, ele prontamente foi incorporado à expedição.

A esquadra portuguesa chegou à Guanabara no dia 21 de fevereiro do mesmo ano. O plano inicial de Mem de Sá consistia em não ser visto por seus inimigos. Sua estratégia era desembarcar fora da baía e então tomar os batéis para um assalto noturno e de surpresa à fortaleza de Coligny. Entretanto, os navios portugueses ancoraram tão longe que, quando seus batéis alcançaram a boca da baía, já era dia e eles acabaram sendo facilmente percebidos. Uma corneta estridente soou e os franceses e nativos regressaram apressadamente à fortaleza.  

Uma vez fracassado o plano furtivo, os franceses receberam um bilhete de Mem de Sá, que tentava, com poucas esperanças, solucionar essa tensão por uma via diplomática. O conteúdo do bilhete consistia em uma proposta de rendição a seus inimigos. Bois-le-Comte, sobrinho do almirante Villegagnon e que estava no comando da proteção do forte, respondeu ao governador-geral afirmando que se não fosse por ordem do próprio Henrique II, jamais abandonaria a fortificação erguida por eles. Além disso, descreveu os aparatos militares que dispunha e declarou que estava pronto para enfrentar os lusitanos.

Depois de terem chegado mais reforços de São Vicente e Santos para os portugueses, Mem de Sá decidiu atacá-los. Inicialmente foi contestado por outros capitães que julgavam ser impossível invadir uma fortaleza tão bem protegida, mas posteriormente o acompanharam nesta intensa batalha que durou dois dias. Diversas flechas, dardos e tiros de canhão foram disparados de ambos os lados gerando muitas baixas para os diferentes grupos envolvidos. Terminado o primeiro dia, os franceses estavam em desvantagem. As informações prestadas pelo traidor João Cointa, fez com que os portugueses tomassem assuas cisternas de água e importantes posições do forte.

Ao amanhecer, os defensores do forte saíram para repelir os portugueses de seus posicionamentos. No final da tarde, após duros combates, quando os lusitanos se encontravam desgastados e com pouca pólvora, dois franceses de armadura completa foram atingidos por um único tiro de canhão. Este incidente desabou o ânimo deles, que recuaram para o forte. Mesmo ainda havendo cerca de sessenta franceses e 600 nativos, as inúmeras perdas afetaram a moral dos homens. Dessa forma, mesmo com a falta de pólvora dos portugueses, eles abandonaram a difícil defesa do posto e se retiraram para o continente. No final da noite de 17 de março de 1560, o forte Coligny passou para o domínio português.

Após a improvável vitória lusitana, Mem de Sá ainda ordenou que seus soldados atacassem uma aldeia indígena da vizinhança. O governador, contudo, não possuía homens o suficiente para povoar aquela terra. Decidiu, portanto, queimá-la e destruí-la o máximo possível. Em seguida, partiu para São Vicente, deixando a região da Guanabara despovoada, o que permitiu que tupinambás e franceses retornassem àquelas localidades.