Le 30 octobre 1807, il est placé à la tête de la division du corps d'observation de la Gironde, qui a pour mission d'envahir le Portugal sous les ordres du général Jean-Andoche Junot. Loison se met en route : le 10 décembre, il est à Salamanque d'où il s'achemine vers la frontière portugaise avec des troupes de renfort. Sur place, la situation des hommes de Junot se dégrade brutalement avec l'entrée en résistance de l'Espagne — suivie peu après par le Portugal — contre l'occupant napoléonien. L'Empereur ayant réclamé l'envoi de troupes à Almeida et le maintien des lignes de communication avec le corps du maréchal Jean-Baptiste Bessières, Junot confie cette mission à Loison qui part avec une seule brigade. Après avoir occupé sans coup férir la forteresse d'Almeida, ce dernier chasse la garnison espagnole du fort Concepcion et se dirige sur Ciudad Rodrigo, qu'il atteint le 12 juin. La cité est toutefois solidement défendue et la population des environs farouchement hostile aux Français, ce qui incite Loison à regagner Almeida le 15 pour y apprendre que Porto est au bord de la rébellion. Le général rassemble alors soldats avec lesquels il se met en marche vers cette dernière ville, mais son contingent est sévèrement malmené en route par la guérilla et il doit renoncer.