安庆保卫战于1861年9月结束，而湘军直到1862年3月才向天京进发。期间半年时间，湘军一直在清扫外围，稳步推进。
辛酉政变之后，清政府给予了曾国藩极大的信任，让其总管四省军务，全权负责对太平天国的最后一战。对于天京的进攻，曾国藩制定了三面出击、四路进攻的作战计划。
东面、李鸿章任江苏巡抚，率领淮军奔赴上海、常州，牵制李秀成；
南面，左宗棠任浙江巡抚，牵制太平军李世贤部；
西面，曾国藩命曾国荃率领湘军，自上而下，攻击天京。
很显然，湘军是攻天京的主力，曾国藩对湘军的部署如下：
西路，多隆阿骑兵经全椒、浦口，围天京城北紫金山一带；
北路，由镇江的冯子材部担任；
南路，由曾国荃经芜湖，从天京城南雨花台一带进攻；
东路，鲍操经宁国，从句容、高淳而进，从天京东北方进攻。
此时，太平军的主力就是李秀成、李世贤兄弟的两大军团。他们在浙江、皖南取得极大的战果，也成为太平天国中坚力量。
乘李秀成主力尚在江浙一带，湘军四路出兵，攻向天京。战斗力最强的曾国荃部进展迅速，在彭玉麟水军的配合下，势如破竹，直接进驻雨花台，距离天京仅4里之遥。
多隆阿攻陷泸州之后，因为与曾氏兄弟矛盾，自请率军入陕。此时太平军陈得才部正在陕西纵横驰骋，多隆阿的请求被清廷批准。
鲍操部的进攻受阻于宁国府，杨辅清大军10万在此守卫，鲍操部一时难以攻克。 鲍操部不到万人，竟然敢攻打太平军10万大军，太平军战力下降，是不争的事实。此时的太平军，大多为新招士兵，战斗力与前期相比不可同日而语。
就这样，四路大军大军进攻的计划，最后让曾国荃成为了一支孤军。
此时天京城下的湘军有三部分；一是曾国荃的9000人，这是湘军的绝对主力；二是彭玉麟的水军约9000人负责长江航道，曾贞干5000人负责保护粮道。此时，长江航道为湘军所独占，安庆的物资可以源源不断的输送到前线。
曾国荃深知自己的处境，拼命地修筑防御工事，层层防御。
只能围其西南两面，深沟高垒，以水师为根本，以江面为粮路，先为自固，徐图制贼。
洪秀全为何不派军立即对湘军进行进攻呢？攻击一直在持续，但数次进攻都被湘军击退。宁国府失守之后，杨辅清、洪仁玕等人亦率军回援天京，又被曾国荃一一击败。
根据曾国藩记载：
该军围逼金陵，地大兵单，毫无应援。洪逆老奸巨寇……以官兵为数无多，常挑悍贼前来扑营，我军苦战苦守，盛暑鏖战……今时历两月，布置渐固，自守有余，即可徐谋攻取。
显然，太平军的攻击力量并不强，二个月时间，让湘军在天京城下修筑了坚固的防守工事。
此时的太平军主力就是李秀成的部队，洪秀全严令李秀成入卫天京。
李秀成长期经营江浙，对于解围的事并没有那么尽力，在天王的急招之下，集合队伍，率大军20万入援天京，期间，竟然耗时达三个月之久。
李秀成大军未到，湘军这边自己出问题了。
9月，江南发生了大瘟疫。这也属于正常现象，年年战乱，尸横遍野，出现瘟疫并不奇怪。
瘟疫带来了严重的后果，宁国的鲍超军病达6670人，死者数千。
尸骸狼藉，无人收埋，病者无人侍药，甚至一棚之内无人炊爨，其军中著名猛将如黄庆、伍华瀚等先后物故，鲍超亦染病甚重。
而曾国荃部亦没有能躲过瘟疫的袭击。
“自夏秋后疫疫流染，每营无病者不过一二成队，难以制贼”。
湘军因为瘟疫，死伤无数，使湘军兵力大减，战斗力衰弱，军事形势急转直下。这场瘟疫有多严重呢？湘军在天京一战中共损失大约19000人，其中病死约1万人，战死才9000人。
这对太平来讲，是一个非常好的时机。
10月，李秀成的大军终于抵达雨花台，军队连绵不绝，营垒数十里。
李秀成的部队在江浙作战多年，有与洋枪队作战的经验，军队中有洋枪超2万杆，并配有多门克虏伯后膛开花大炮，实力很强。以至于曾国藩惊呼：“贼之火器精利于我者百倍之多”，这虽然是曾国藩的夸大之词，但也侧面看出李秀成的部队装备精良。
面对此情况，曾国藩紧急调军入援，但各战场相互牵制，真正到雨花台下的湘军援军并不多，湘军在雨花台的总兵力不足3万。
一场20万太平军对决3万湘军的决战，在雨花台就此拉开。
13、14日，李秀成试探性攻击。
15日，李秀成兵分两路，直接打湘军水陆两军的结合部，想要断湘军粮道。湘军拼死抵抗，太平军连战三日，无果。
断粮道不行，李秀成改变方向，主攻湘军大营。而此时李世贤也带4万援军而来，加上城内守军，此时太平军在前线作战兵力近30万，十倍于曾国荃部。
太平军集中兵力对湘军大营的攻击，虽然火力凶猛，却始终无法突破湘军的防线。
李秀成又转为挖地道的方式向湘军阵营突进，挖地道本就是湘军的长项，在九江、安庆作战中早已使用，太平军自然又是无功而返。
经过46天的大战，李秀成无力剿灭湘军，只得撤围而去，退入天京。
雨花台一战，湘军伤亡5000余人，曾国荃也受轻伤，但李秀成十倍围之，竟不能胜。其实，太平军损失不到万人，完全有能力再战，属实可惜。
太平天国史专家简又文先生谈到这段历史时说：
围攻数十日而不能胜，损失不大，即便谔然退师，前功尽弃，后患无涯。
此一战之后，太平天国自然是更加危险。
雨花台一战后，曾国荃虽得到了人员上的补足，但也没有能力能围攻天京，专心进一步构筑工事。
洪秀全制定了新的作战计划，还是当年攻破江南大营所用的“围魏救赵”，派重兵进入皖、赣境内，调动湘军，减轻天京的军事压力。
此动作一出，立即被曾国藩识破，曾国藩说：
由舒城、六安而上英、霍、麻城、宋埠，一出黄州，一出汉口，扰犯湖北，意欲掣找南岸之兵以援北，掣找下游以援上，无非图解金陵之围。
其实不要说曾国藩，稍有常识之人都明白太平军的意图。这是太平军用了无数次的战法，破江南大营、陈玉成解救安庆，无不是用此法。
曾国藩迅速调整兵力部署，一方面让曾国荃按兵不动，围扎天京城下，一方面调派机动兵力，分兵驻守要城，致使太平军难以突破湘军的防御纵深。
而此时太平军的后勤补给已经十分困难，根本无力攻击大城，而主将李秀成又挂念着他的苏州，从苏州返回之后，才带主力向西进发，而一路上，湘军固守城池，实行坚壁清野，李秀成根本无法攻下一座坚城，而又缺粮。
此时，湘军又不断增兵天京，洪秀全又令李秀成返回天京解围。
李秀成在转战三个月之后，只得退回天京。
如果说李秀成只是无功而返，倒还给太平天国留有一丝希望，但其军此时已经严重缺粮，饿死者不计其数。大军在渡江之时，又遭到了湘军水陆两军的猛击，溺死者达数万人之多。最终，李秀成20万大军，仅仅只有1.5万人回到天京，几乎是全军覆没。
此时的太平天国，已经危在旦夕。
而李秀成闻李鸿章攻打苏州，于6月28日离开天京，去往苏州解围，7月7日才到苏州，又接到洪秀全的严令，让其返回天京指挥城防作战。
8月，江浙战场更加危急，李秀成请求前往，洪秀全不准。李秀成再三请求，洪秀全给了他40天时间，不久又再次急令李秀成返回天京。
李秀成心在自己的大本营苏州，洪秀全一心保卫天京，最高决策者之间的意见相左，让本就支离破碎的太平天国更加不可收拾。
而此时，湘军不停的向天京增兵，已达5万之众，并逐步扫清外围，形成合围之势。
李秀成此时建议洪秀全舍弃天京，转战外围，洪秀全坚决不同意。
而此时曾国藩想的是要稳扎稳打，困死天京守军。
若非贼来扑营，似不必常寻贼开仗。盖贼之粮路将绝，除开仗别无生路；我军则断粮路为要着，不在日日苦战也。
但其弟曾国荃哪里肯听，攻下天京，可是剿灭太平天国第一功，故而日夜攻城。
到了6月1日，洪秀全自杀，临死前两天还下了一道旨：
大众安心，朕即上天堂，向天父天兄领到天兵，保固天京。
7月19日，湘军用火药轰塌了天京城墙，天京城破，李秀成在突围之后三天，被俘，不久被杀。
天京城破之后，散落在外的太平军仍在20万以上，由李世贤、汪海洋率领，但不久即被清廷逐步扫清。