太平军自桂林撤围后，毫不费力地占领了兴安，然后分水陆两路兵马大张旗鼓杀奔全州，约在四月十五日抵达全州。此时，守城的全州知州曹燮培、参将杨映河带领着500人镇守城池，湖南宝庆的协都司武昌显也率有兵丁400人奉调入桂，两者共计约900人，兵力异常空虚。为固守城防，曹燮培招募有民团，并强征妇女上城熬粥，释放出城里的囚犯来与太平军对战，总兵力有1000余人。
实际上，当时太平军并没有要攻打全州的打算，打算和平过境，迅速摆脱追兵，陆路军只绕城而过，水军前锋已经到达了全州镇的蓑衣渡。全州守军也不敢出城挑衅。太平军前队已过多时，可是偏偏有一个守城的清军不识时务，自恃有从桂林跟随而来的援军，因而挑起战端。
其时，南王冯云山正坐在部属抬着的一乘黄轿上路过全州城外，全州一炮兵看见后队有一黄轿，知道是太平天国的巨头，忍不住向黄轿放了一炮。这个炮兵确实是一个神炮手，仅一炮即命中了黄轿，轿内的南王冯云山被清军开炮打成了重伤，这炮打得太过犀利了，这还了得，天王洪秀全也被这一炮极大地激怒了，致使太平军全军都悲愤不已，洪秀全、杨秀清决定命令回师攻城复仇，已过境的前队纷纷开回，定要血洗全州，于是杨秀清下令所有太平军人马回师攻打全州城。
太平军在全州城先是从东、西、南三面对城池进行围攻，全州城的守军虽不多，但城墙坚固，西面城墙高有一丈五六，东面城墙也高达丈二三，城墙上每隔二、三十步远就有一个可住十人的小房，城门是用石头筑成的，加上守军准备充足，又释放有囚犯出来作战，在城上又有强征的妇女帮煮粥熬桐油，桐油中和上松脂或大粪，以至太平军多次使用吕公车、云梯攻城都被清军击退，守城的清军将滚烫的桐油稀粥往下泼，或浸泡竹筒将滚热的桐油射到攻城的太平军身上，受伤的太平军皮肉腐烂不堪，却无药可医，因此死伤非常之多，太平军围攻了10日，仍没有将全州城攻破，太平军为此发誓，破城之后要荡平全州城，不留任何一个战俘。
其时，从桂林一直尾随太平军的清军提督余万清、刘长清则率领着万余清兵，因惧怕太平军声势，驻扎在全州城西门外，为保住自身性命，一直在城西的鲁板桥和城北的太平铺两地观战，始终不敢和太平军接仗。曹燮培见孤城危在旦夕，先后三次用血书向余万清和刘长清救援，但余万清和刘长清一直都置之不理。因城里的清军的守城人数有限，随着太平军不断的加紧攻势，已感到无力支撑了。这时，驻扎在全州江西会馆的太平军，利用门前的戏台窗眼，架设炮位将炮弹打进全州城里，守城清军见有炮弹飞来，一直不敢抬头，太平军开始趁清军顾不上这里看守的时候，开始组织人马挖掘地道。
1852年4月16日地道得以掘成，太平军即用棺材装满16担火药埋入城墙底下，随着“轰隆”一声巨响，城墙被炸开二丈有余，太平军乘着硝烟弥漫之际，发起了冲锋，一举攻入了全州城内，入城后马上开始四处搜索敌人，大开杀戒，当场就击毙了千总叶永林，把总张之福、前州牧瑞麟。知州曹燮培在城还没有破时就蜷缩在城东义仓底之下，被太平军搜出后当场杀死，太平军入到全州城后这一通斩杀，到第二天中午才收手，破城之后，1000多名守军无一生还。
攻克全州城后，太平军在城内休整了三天，然后分水陆两路大军继续向湖南永州进发。
对于“太平军血洗全州城”一说，流传甚为广泛，在民间也有不同的说法。
据清人的记载，太平军曾经在全州进行屠城：“全州破，贼屠之，男女死者六千四百余人”，“积尸塞途，三日不尽”。
据考证，全州之战前，清军已经开城让百姓从小南门逃出，城内的老百姓也只剩下1000多人。先前出城的老百姓肯定都已平安地从太平军严密设防的阵地穿行离开，不可能会有6000人遭到屠杀。
清军在战后点齐共有1000多具尸体，其中有七八百具尸体是清军士兵留下来的，可见当时并没有多少非战斗人员被太平军所杀，从守军的人数就可以看出全州并无屠城事件。
据《全州县志》载，当时，城内有兵丁约500人，湖南宝庆协都司武昌显奉调入桂，所率兵丁有400人，两者相加约900人。为固守城防，曹燮培急忙招募民团，并强征妇女上城熬粥，释放出监狱中的囚犯一并出来助战，总兵力达1000余人，与太平军杀死的守城人数相当。
“屠城”一说是清军丑化太平军的说法，或者是针对守城的清军文武官员和助守城池之人而言。
所以当地的老人认为，那些守城的清军被杀，是罪有应得的。事实上，为避免伤及老百姓，大战前太平军就放出了风声，凡是老百姓从小南门出逃的人，都不杀，所以，战时城内基本上没有什么老百姓了，以致如今的当地老百姓，还有将全州小南门称为“生门”的说法。而太平军入城之后，虽烧尽了豪强地主的住宅和当铺，但并没有烧毁民房住宅，甚至连衙门也没有烧。由此可以看出，太平军“屠城”的真相并非清人所言有6400人之说。