Pertempuran besar pertama dari Perang Meksiko-Amerika terjadi di Palo Alto, tidak jauh dari perbatasan AS / Meksiko di Texas. Pada Mei 1846, serangkaian pertempuran kecil telah berkobar dalam perang habis-habisan. Jenderal Meksiko Mariano Arista mengepung Fort Texas, mengetahui bahwa Jenderal Amerika Zachary Taylor harus datang dan menghancurkan pengepungan: Arista kemudian membuat jebakan, memilih waktu dan tempat pertempuran akan terjadi. Namun, Arista tidak mengandalkan "Artileri Terbang" Amerika yang baru, yang akan menjadi faktor penentu dalam pertempuran.
Keesokan harinya, Arista akan mencoba lagi. Kali ini, ia meletakkan penyergapan di sepanjang sungai dengan banyak vegetasi yang lebat: ia berharap visibilitas terbatas akan membatasi efektivitas artileri Amerika. Itu juga berhasil: artileri tidak terlalu berpengaruh. Namun, garis-garis Meksiko tidak bertahan terhadap serangan yang ditentukan dan orang-orang Meksiko terpaksa mundur ke Monterrey.
Jenderal Taylor melanjutkan perjalanan lambatnya ke utara Meksiko. Sementara itu, Jenderal Meksiko Pedro de Ampudia telah dengan kuat membentengi kota Monterrey untuk mengantisipasi pengepungan. Taylor, yang menentang kebijakan militer konvensional, membagi pasukannya untuk menyerang kota dari dua sisi sekaligus. Posisi Meksiko yang dijaga ketat memiliki kelemahan: mereka terlalu jauh satu sama lain untuk saling memberikan dukungan. Taylor mengalahkan mereka satu per satu, dan pada 24 September 1846, kota menyerah.
Setelah Monterrey, Taylor mendorong ke selatan, membuatnya sejauh sedikit ke selatan Saltillo. Di sini dia berhenti karena banyak pasukannya akan ditugaskan untuk invasi terpisah yang direncanakan ke Meksiko dari Teluk Meksiko. Jenderal Meksiko Antonio Lopez de Santa Anna memutuskan pada rencana yang berani: dia akan menyerang Taylor yang lemah bukannya berbalik untuk menghadapi ancaman baru ini. Pertempuran Buena Vista adalah pertempuran sengit, dan mungkin yang paling dekat yang dilakukan Meksiko untuk memenangkan pertunangan besar. Itu selama pertempuran bahwa Batalyon St. Patrick, sebuah unit artileri Meksiko yang terdiri dari pembelot dari tentara Amerika, pertama kali membuat nama untuk dirinya sendiri.
Untuk Presiden Amerika James Polk, tujuan perang adalah untuk memperoleh wilayah barat laut Meksiko termasuk California, New Mexico dan banyak lagi. Ketika perang pecah, ia mengirim pasukan ke barat di bawah Jenderal Steven W. Kearny memastikan tanah itu ada di tangan Amerika ketika perang berakhir. Ada banyak keterlibatan kecil di tanah yang diperebutkan ini, tidak ada yang berskala sangat besar tetapi semuanya bertekad dan berjuang keras. Pada awal 1847, semua perlawanan Meksiko di wilayah itu berakhir.
Pada bulan Maret 1847, AS membuka front kedua melawan Meksiko: mereka mendarat di dekat Veracruz dan berbaris di Mexico City dengan harapan mengakhiri perang dengan cepat. Pada bulan Maret, Jenderal Winfield Scott mengawasi pendaratan ribuan pasukan Amerika di dekat Veracruz di pantai Atlantik Meksiko. Dia segera mengepung kota, tidak hanya menggunakan meriamnya sendiri tetapi beberapa senjata besar yang dipinjamnya dari angkatan laut. Pada 29 Maret, kota itu sudah cukup melihat dan menyerah.
Jenderal Meksiko Antonio López de Santa Anna berkumpul kembali setelah kekalahannya di Buena Vista dan berbaris bersama ribuan orang ditentukan tentara Meksiko ke arah pantai dan Amerika menyerang, Dia menggali di Cerro Gordo, atau "Bukit Fat," dekat Xalapa. Itu posisi defensif yang bagus, tetapi Santa Anna dengan bodohnya mengabaikan laporan bahwa sayap kirinya rentan: dia pikir jurang dan chaparral padat di sebelah kirinya membuat mustahil bagi Amerika untuk menyerang sana. Jenderal Scott memanfaatkan kelemahan ini, menyerang dari jalan setapak dengan tergesa-gesa memotong semak-semak dan menghindari artileri Santa Anna. Pertempuran itu merupakan kekalahan: Santa Anna sendiri hampir terbunuh atau ditangkap lebih dari satu kali dan tentara Meksiko mundur dengan berantakan ke Mexico City.
Tentara Amerika di bawah Jenderal Scott mau tak mau berjalan menuju Kota Meksiko. Pertahanan serius berikutnya ditetapkan di sekitar kota itu sendiri. Setelah menjelajahi kota, Scott memutuskan untuk menyerang dari barat daya. Pada 20 Agustus 1847, salah satu Jenderal Scott, Persifor Smith, mendeteksi kelemahan dalam pertahanan Meksiko: Jenderal Meksiko Gabriel Valencia meninggalkan dirinya terbuka. Smith menyerang dan menghancurkan pasukan Valencia, membuka jalan untuk kemenangan Amerika di Churubusco di hari yang sama.
Dengan kekalahan pasukan Valencia, Amerika mengalihkan perhatian mereka ke gerbang kota di Churubusco. Gerbang itu dipertahankan dari sebuah biara tua berbenteng di dekatnya. Di antara para pembela itu adalah Batalyon St. Patrick, satuan desertir Katolik Irlandia yang bergabung dengan tentara Meksiko. Orang-orang Meksiko memberikan pertahanan yang terinspirasi, terutama St. Patrick's. Namun para pembela kehabisan amunisi, dan harus menyerah. Amerika memenangkan pertempuran dan berada dalam posisi untuk mengancam Kota Meksiko itu sendiri.
Setelah gencatan senjata singkat antara kedua pasukan mogok, Scott melanjutkan operasi ofensif pada 8 September 1847, menyerang posisi Meksiko yang sangat dibentengi di Molino del Rey. Scott menugaskan Jenderal William Worth untuk mengambil alih pabrik tua yang dibentengi. Worth datang dengan rencana pertempuran yang sangat baik yang melindungi tentaranya dari pasukan kavaleri musuh sambil menyerang posisi dari dua sisi. Sekali lagi, para pembela Meksiko melakukan perlawanan yang berani tetapi dibanjiri.
Dengan Molino del Rey di tangan Amerika, hanya ada satu titik besar yang dibentengi antara tentara Scott dan jantung Kota Meksiko: a benteng di puncak bukit Chapultepec. Benteng itu juga merupakan Akademi Militer Meksiko dan banyak taruna muda bertarung untuk mempertahankannya. Setelah seharian menggebuk Chapultepec dengan meriam dan mortir, Scott mengirim kelompok dengan tangga pengukur untuk menyerbu benteng. Enam kadet Meksiko berjuang dengan gagah berani sampai akhir: the Niños Héroes, atau "Pahlawan anak laki-laki" dihormati di Meksiko hingga hari ini. Begitu benteng jatuh, gerbang kota tidak jauh di belakang dan menjelang malam, Jenderal Santa Anna telah memutuskan untuk meninggalkan kota dengan para prajurit yang telah ia tinggalkan. Mexico City adalah milik para penjajah dan otoritas Meksiko siap untuk bernegosiasi. Perjanjian Guadalupe Hidalgo disetujui pada Mei 1848 oleh kedua pemerintah, menyerahkan wilayah Meksiko yang luas ke AS termasuk California, New Mexico, Nevada, dan Utah.