En 1808, les troupes françaises entrent en Espagne. Les grenadiers à cheval, qui font partie du corps d'armée de Bessières, sont présents à Madrid lors du soulèvement du Dos de Mayo. Leur premier chirurgien, Gauthier, y est blessé. Ils font ensuite campagne dans le nord-ouest du pays. Le , Bessières, avec près de hommes, fait face à deux corps d'environ hommes à Medina de Rioseco, non loin de Valladolid. Selon Pigeard, les quelques détachements du régiment présents participent à la bataille en appuyant l'attaque de l'infanterie du général Merle. Leur engagement lors de ce combat est cependant contesté par Hourtoulle qui note qu'aucun grenadier à cheval ne figure au corps de Bessières, mais relève par contre la présence de carabiniers à cheval dont la coiffure, semblable à celle des grenadiers, a pu prêter à confusion. Napoléon intervient par la suite personnellement en Espagne, à la tête d'une armée qui comprend notamment trois escadrons de grenadiers à cheval. Ces derniers prennent part à la bataille de Burgos en , mais leur premier séjour en Espagne est de courte durée et ils sont de retour à Paris à la fin du mois d'.