Było to zgodne z nową polityką papieża, który obarczał francuskiego cesarza winą za straty terytorialne Państwa Kościelnego z 1859 roku.
Początek kampanii 7 września, w dniu zdobycia Neapolu przez Garibaldiego, Cavour wysłał papieżowi ultimatum z żądaniem rozwiązania i rozpuszczenia przez niego zagranicznych wojsk. Inwazja rozpoczęła się 11 września siłami 35.000 żołnierzy zgrupowanych w dwóch kolumnach. Siłami idącymi wzdłuż wybrzeża Adriatyku dowodził gen. Enrico Cialdini, zaś siłami wkraczającymi do Umbrii gen. Enrico Morozzo Della Rocca. W odpowiedzi na atak gen. Lamoricière skierował swoje siły w stronę Ancony, gdzie miał nadzieję spotkać austriackie siły ekspedycyjne. Gen. Cialdini, poznawszy jego zamiary, zdecydował o próbie zablokowania papieskich wojsk i porzucił wybrzeże tuż przed Anconą, kierując się na południe, w stronę Jesi, a następnie na wschód, do Osimo.
16 września awangarda sił Cialdiniego dotarła do Castelfidardo i Crocetto, w pobliżu Loreto, w którym stacjonowała połowa wojsk papieskich, oczekując na drugą ich połowę. Połączenie sił papieskich nastąpiło dzień później. Cialdini miał 16.500 ludzi, w większości pozbawionych doświadczenia.