В чине подполковника и должности командира португальской артиллерии Диксон участвовал в нескольких сражениях англо-португальской армии Веллингтона с французами в Испании в период 1810–1811 годов. Во время осады Сьюдад-Родриго, Бадахоса, фортов Саламанки и Бургоса Веллингтон доверял ему руководство действующей артиллерией армии. В битве при Саламанке он командовал резервной артиллерией. В конце концов Диксон стал командующим всей артиллерией союзной армии, и хотя он формально оставался лишь "капитаном" британской службы, но при этом имел под своим началом около 8 тысяч человек. Диксон сыграл ключевую роль в успешном завершении осады Сан-Себастьяна в 1813 году. В битвах при Витории, Пиренеях и Тулузе он руководил маневрированием и огнём артиллерии, а после окончания войны получил множество благодарственных подарков от офицеров, которые служил под его началом, причём многие из них были по званию старше его.