Tras el mes y medio que duró el segundo sitio a Bilbao, sus habitantes se encontraban en situación precaria. Después de soportar los bombardeos y la escasez de alimentos causada por el bloqueo, sus esperanzas estaban puestas en la ayuda exterior.
El 22 de diciembre de 1836, Espartero comenzó a maniobrar cerca del puente de Luchana, con la ayuda de dos embarcaciones de la marina británica, cuyos bombardeos resultaron decisivos. El día 23, logró abrirse paso por un puente de chalupas que logró construir sobre el río Galindo. Pero su verdadero objetivo era el puente de Luchana, cortado por los carlistas y cuya reconstrucción resultaba imprescindible para que las tropas liberales pudieran aproximarse a Bilbao.
De nuevo con la ayuda de los navíos británicos, el día 24 por la tarde los liberales lograron tomar las posiciones de los dos extremos del puente de Luchana gracias a las tropas llegadas en chalupa y gabarras. Los enfrentamientos más duros tuvieron lugar la noche de Navidad. Las tropas liberales comandadas por el general Oraá hicieron un ímprobo esfuerzo para tomar las dos posiciones del puente de Luchana, pero los carlistas lograron rechazar todos sus ataques.
La noche cerrada y la densa nieve dificultaban la tarea. El propio Espartero dirigió el ataque de los liberales, pero los carlistas de Egia no cedían. Los soldados de ambos frentes estaban agotados. Oraá pidió a un corneta que tocara a retirada. Éste, confundido, tocó al ataque, lo cual valió el triunfo a los liberales. Mientras los carlistas daban el sitio por finalizado, Espartero entraba en Bilbao. Los liberales celebraron la victoria de Luchana en toda España y su tenaz resistencia convirtió a Bilbao en el icono de los liberales.